PAGEPAGE8常溫常壓高效氧化CO的納米復(fù)合貴金屬催化劑制備及性能研究劉小軍*（華東理工大學化學工程聯(lián)合國家重點實驗室）1、前言我校研制的常溫常壓高效氧化CO的納米復(fù)合貴金屬催化劑Pd-Pt@CeO2-FeOx/Al2O3，采用具有發(fā)達孔隙結(jié)構(gòu)的球狀活性Al2O3為載體，以復(fù)合貴金屬Pd-Pt為活性組分，經(jīng)復(fù)雜工藝制備而成。應(yīng)用領(lǐng)域有：特種軍事領(lǐng)域狹小空間生命保障系統(tǒng)內(nèi)CO的高效凈化、煤礦救生艙/避難硐室、以及CO傳感器、燃料電池氫氣組分里CO凈化、CO2激光器等。該催化劑具有在常溫常壓（≥10℃）、高濕（相對濕度≥80%）環(huán)境下高效凈化開放或密閉環(huán)境中CO毒害氣體的能力，具有使用邊界條件寬、催化床層裝填均勻、阻力小、噪音低、抗中毒、抗燃、耐磨損、長壽命的優(yōu)點。2、理化指標表1催化劑的理化指標測試項目理化指標載體活性Al2O3活性組分Pd、Pt形貌灰球形顏色黑色粒度2.0-3.0mm（根據(jù)需求可調(diào)）堆密度≥0.78g/ml比表面積≥250m2/g孔容≥0.46cm3/g破碎強度>60N/顆3、裝置示意圖圖1測試流程示意圖流程描述：CO標準氣與空氣通過質(zhì)量流量計按一定比例混合后，配成指定CO濃度的氣體，經(jīng)增濕器、濕度檢測器后進入反應(yīng)器，反應(yīng)器出口氣體進入干燥器除濕后，進入CO檢測儀，并每隔10min記錄出口氣體中CO的濃度。4、性能測試4.1抗?jié)裥阅埽?~90%）試驗在水蒸氣含量不同的環(huán)境下，要求催化劑的表面化學具有較強的抗?jié)裉匦?，同時亦要求對一氧化碳分子具有良好的親和性，以適應(yīng)不同濕度條件下對一氧化碳毒害氣體的脫除。試驗條件：CO進氣濃度：200ppm空速：5000h-1試驗溫度：25-30℃濕度：0~90%試驗結(jié)果如下：表2抗?jié)裥阅茉囼灁?shù)據(jù)時間(min)60120190250相對濕度(%)0406090出口濃度(ppm)0000轉(zhuǎn)化率(%)100100100100由表2可以看出，催化劑在環(huán)境濕度為0-90%的范圍內(nèi)，具有較強的抗?jié)裉匦约皩σ谎趸济摮哂泻芨叩拇呋趸钚浴?.2空速影響（2000-12000h-1）試驗在外界環(huán)境送風量發(fā)生波動時，流經(jīng)催化劑床層時的空氣流量將隨之發(fā)生變化，則要求催化劑在不同空速條件下對毒害氣體具有良好的催化脫除活性。試驗條件：CO進氣濃度：200ppm空速：2000-12000h-1試驗溫度：25-30℃濕度：60~80%試驗結(jié)果如下：表3空速影響試驗數(shù)據(jù)時間(min)60120180210空速(h-1)200050001000012000出口濃度(ppm)0000轉(zhuǎn)化率(%)100100100100由表3可見，在空速為2000-12000h-1范圍時，催化劑對一氧化碳的脫除轉(zhuǎn)化率達到100%。4.3適溫性能（25-200℃）試驗在特殊情況下，由于環(huán)境中氣體溫度升高，將直接導致催化劑溫度的升高，或由于脫除高濃度一氧化碳氣體時，一氧化碳和氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)時的熱量釋放，也將導致催化劑溫度的升高。因此，要求催化劑要具有較好的適溫特性，以滿足偶發(fā)情況下對一氧化碳的高效脫除，保證作業(yè)人員生命安全。試驗條件：CO進氣濃度：200ppm空速：10000h-1試驗溫度：25-200濕度：60~80%試驗結(jié)果如下：表4適溫性能試驗數(shù)據(jù)時間(min)120240300360420試驗溫度(℃)2560100150200出口濃度(ppm)00000轉(zhuǎn)化率(%)100100100100100由表4可見，催化劑在使用溫度為25-200℃4.4低濃度（15ppm）、大空速（15000h-1）性能測試在模擬艙室實際一氧化碳濃度及空速下的，測試了催化劑對一氧化碳的高效脫除能力。試驗條件：CO進氣濃度：15ppm空速：15000h-1試驗溫度：25-30濕度：60~80%試驗結(jié)果如下：由上圖可見，催化劑在低濃度（15ppm），大空速（15000h-1）條件下，經(jīng)1500min（25小時）測試后，對一氧化碳的轉(zhuǎn)化率保持為100%。用戶單位在該條件下連續(xù)測試500小時，一氧化碳轉(zhuǎn)化率也始終保持在100%。4.5高濃度(1000ppm)、大空速(5000h-1)性能試驗對一氧化碳催化劑在大濃度，大空速條件下進行了性能測試。測試條件：CO進氣濃度：1000ppm空速：5000h-1試驗溫度：25-30濕度：60~80%試驗結(jié)果如下：由上圖可見，催化劑在1000ppm，5000h-1條件下，連續(xù)使用600min，對一氧化碳的轉(zhuǎn)化率一直保持為100%，累計使用1150min，對一氧化碳的轉(zhuǎn)化率仍保持為95%以上。5、結(jié)論通過對催化劑載體及工藝配方進行優(yōu)化，制備了具有較高催化活性的貴金屬氧化