催化剂制备方法

催化剂制备

共沉淀法

按照Co3O4和CeO2在催化剂中的比例，计算出所需0.5mol/L Ce(NO3)3溶液的体积和Co(NO3)2•6H2O 的质量。将钴、铈的硝酸盐混合溶液与沉淀剂碳酸钠并流滴定。沉淀过程中，始终保持沉淀液的pH 值在8.5～9.5 之间。在室温下搅拌 3 小时。按50mL 蒸馏水/g.cat 的比例用80℃蒸馏水洗涤三次，在80℃下干燥24 小时，一定温度下焙烧5 小时，制得不同比例的钴、铈混合氧化物催化剂。

浸渍法

考察制备方法对催化剂的活性影响时，用到了浸渍法，具体步骤如下：取一定量的0.5mol/L Ce(NO3)3溶液，与沉淀剂碳酸钠并流滴定。沉淀过程中，始终保持沉淀液的pH值在8.5～9.5之间。在室温下搅拌3小时。按50mL蒸馏水/g.cat的比例用80℃蒸馏水洗涤三次，在80℃下干燥24小时，得到CeO2载体的前驱体。按比例取一定量的Co(NO3)2•6H2O，采用等体积浸渍方法将Co(NO3)2溶液浸渍于载体前驱体上，再于室温下放置过夜。一定温度下焙烧5小时，制得Co3O4-CeO2催化剂。

活性

原料气空速为40,000ml/h gcat。原料组成为：1 vol.% O2，1 vol.% CO，50 vol.% H2，N2平衡气；Co3O4-CeO2催化剂的制备方法及钴含量、焙烧温度等制备条件对催化剂的活性有很大影响，本实验范围内的最佳条件为：共沉淀法制备，Co3O4含量为80wt.%，焙烧温度为350℃，采用氧化预处理。

从图4-4 至图4-6 可见，共沉淀法制备的催化剂活性明显好于浸渍法的催化剂。共沉淀法的15wt.%Co3O4-CeO2在175℃时达到100%的CO 转化率，而浸渍法的15wt.%Co3O4-CeO2在200℃实现CO 的完全转化。图4-6 显示浸渍法制得的催化剂选择性略好于共沉淀法，但若对比在相同CO 转化率时的选择性，则可看出制备方法对选择性没有明显的影响

二

催化剂酌制备

溶胶一凝胶法

采用溶胶一凝胶法制备介孔ceO，载体．首先向不断搅拌的十六烷基三甲基溴化铵(CTABr)(36．5g／L)溶液中加人一定量的氨水(20％)，直到获得澄清透明的模板剂溶液．将硝酸铈溶液(43．4 g／L)逐滴加入到模板剂溶液中，并在强烈搅拌的情况F使其混合均匀．用氨水将上述溶液的pH值调到11左右。然后搅拌至形成溶胶．将溶胶移入带聚四氟乙烯内衬的不锈钢晶化釜内，100℃晶化5 d，过滤分离出固体产物，用去离子水和乙醇分别洗涤三次，于80℃烘箱中干燥24 h，然后在马弗炉中以5℃／min的速率升温至450℃煅烧4 h，制得介孔Cc02．非介iL CeCh(non—meso—Ce02)载体与介孔CeO：载体制备过程相同，但

没有加入CTABr溶液．负载Cos04催化剂采用浸渍法制备．埘一定量的硝酸钴溶液浸渍介孔和非介孔Ce晓载体，室温放置24 h，80℃烘干12 h，最后在350℃焙烧4 h．

活性

样品首先在300℃下使用5％02—95％N2混合气预处理催化剂40 min．再降至一定温度，然后通入组成为1％Oz一1％CO一50％H2-48％N2的原料气(空速为40 L／(g·h))，且其催化CO转化率达到100％时的温度窗口较宽，为200～

300℃．

表示不同负载量的c0304／meso-Ce02催化剂上优先氧化CO的转化率和选择性．由图可见，C0304负载量为2．5％时催化剂活性最低．随着负载量由5％增大至15％，在温度低于250℃时催化剂的活性随负载量变化不大；但C0304负载量为5％时，CO转化率达到100％的温度窗口仅为50℃，远低于高钴负载量(10％～15％)催化剂的温度窗口(100℃)．说明钴负载量的变化对Cq04／meso-Ce02催化剂的催化性能有较大影响．

三制备方法

溶胶－凝胶浸等体积渍法制介孔

称取3.645g十六烷基三甲基溴化氨（CTABr），用50℃、100ml的蒸馏水将

其完全溶解。然后向该溶液中加入一些氨水，目的是获得清晰透明的模板剂溶液。

在100ml的蒸馏水中溶解4.34g的Ce(NO3)3·6H2O，将其逐滴加入到模板剂溶液中，

并在强烈搅拌的情况下，使其混合均匀。然后用氨水将上述溶液的pH值调到11

左右，之后搅拌4h，直到溶胶形成。然后装入带聚四氟乙烯内衬的不锈钢晶化

釜内，100℃下晶化5 天，待其晶化完全后，过滤分离出固体产物，用去离子水

和乙醇冲洗几次，放入80℃的烘箱中干燥24 小时，得到介孔CeO2的原粉。然后

在马弗炉中将原粉以5℃/min 的速率升温至450℃，煅烧4 小时，即可制得介孔

CeO2。配制Co O 的浸渍液。分别称取适量的Co(NO ) ·6H3 4 3 2 2O放入小烧杯中，将其完全溶解。按照浸渍比1.2（ml浸渍液）/（g载体）等体积浸渍。用移液管移取适

量浸渍液浸渍载体，室温放置24 小时，然后转移到烘箱中，在80℃下干燥12小时。之后在马弗炉中煅烧，空气气氛下缓慢升温至350℃，煅烧4 小时。然后放入干燥器中待用。沉淀等体积浸渍法制常规

称取4.34g的Ce(NO ) ·6H3 3 2O ，用100ml的蒸馏水将其溶解。然后向该溶液

中加入一些氨水，并控制pH值在11 左右。然后将该溶液搅拌4h。之后过滤，分离出固体产物，用去离子水和乙醇冲洗几次，放入80℃的烘箱中干燥24 小时，

得到普通CeO2的原粉。然后在马弗炉中将原粉以5℃/min 的速率升温至450℃，

煅烧4 小时，制得载体CeO2。配制Co O 的浸渍液。称取适量的Co(NO ) ·6H

3 4 3 2 2O放入小烧杯中，将其完全溶解。等体积将浸渍液浸渍载体后，室温下放置24 小时。之后转移到烘箱中，在80℃下干燥12 小时。然后在马弗炉中煅烧，空气气氛下缓慢升温至350℃，煅烧4 小时即可。

条件：原料气空速为40,000ml/h g 。原料组成为：1 vol.% Ocat 2，1 vol.% CO，50 vol.% H ，N2 2平衡气；

活性

不同的制备方法制备出的催化剂催化性能有所不同。本节采用溶胶－凝胶法

和沉淀法分别制备介孔CeO 和常规CeO2 2作为载体，再用浸渍法负载活性组分，最后制备出10wt%.Co O /介孔CeO 和10wt%.Co O /CeO3 4 2 3 4 2两种催化剂，并用于