[发明专利]氧化铈促进的四氧化三钴催化剂及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及纳米催化剂技术领域，尤其是涉及一种氧化铈促进的四氧化三钴催化剂及其制备和应用。 

背景技术

机动车尾气中含一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）及颗粒物（PM）等污染物。随着人们对生活质量要求的提高，对自身身体健康的重视，对于CO、NOx和PM等的治理，已经引起了人们的关注。 

但关于HC治理方面的研究鲜有报道。大气中的HC能够与NOx发生光化学反应，导致光化学烟雾污染，对人类健康和生态环境造成严重的影响。因此，HC的治理问题亟待解决。HC催化燃烧产物为二氧化碳和水，是一种理想的解决HC污染的方法。 

目前，HC催化燃烧的催化剂以担载型贵金属最为普遍，但这类催化剂价格昂贵，较难工业化应用。四氧化三钴（Co₃O₄）的HC催化燃烧活性仅次于贵金属催化剂，并且成本相对低廉，具有很好的应用前景。然而，Co₃O₄抗烧结性能较差，提高Co₃O₄的活性，使反应在较低温度进行，能够提高催化剂的稳定性，促进其工业化应用。 

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种氧化铈促进的四氧化三钴催化剂及其制备和应用。 

一种氧化铈促进的四氧化三钴催化剂的制备方法，其特征在于，采用氧化铈（CeO₂）对四氧化三钴（Co₃O₄）进行修饰，可以提高Co₃O₄催化性能；处理方法为表面修饰或载体担载。 

称取1.50g Co₃O₄和0.38g硝酸铈（Ce(NO₃)₂·6H₂O）溶于50毫升去离子水中，搅拌条件下将2mol/L氢氧化钾（KOH）溶液逐滴加入到上述悬浊液中调节pH值至8-9，20-80℃反应1-3小时，去离子水洗涤，60-100℃干燥，200-300℃焙烧，得到所需产物。 

称取1.50g CeO₂和0.54g硝酸钴（Co(NO₃)₂·6H₂O）溶于50mL去离子水中，搅拌条件下将2mol/L KOH溶液逐滴加入到上述悬浊液中调节pH值至8-9，20-80℃反应1-3小时，去离子水洗涤，60-100℃干燥，200-300℃焙烧，得到所需产物。 

一种氧化铈促进的四氧化三钴催化剂，根据上述任一所述方法制备得到。 

一种氧化铈促进的四氧化三钴催化剂可应用于丙烷、丙烯、甲烷等各种烃类的催化燃烧反应，具有较好的反应活性。 

本发明采用氧化铈（CeO₂）对四氧化三钴（Co₃O₄）进行修饰，以提高Co₃O₄催化性能；并以丙烷为模拟污染物，对催化剂进行了HC催化燃烧性能研究。 

该方法经济廉价，方法简单，具有很好的应用前景。所得四氧化三钴基催化剂，可应用于C₃H₈、C₃H₆、CH₄等各种烃类的催化燃烧反应，具有较好的反应活性。 

具体实施方式

实施例1： 

称取1.50g Co₃O₄和0.38g Ce(NO₃)₂·6H₂O于50mL去离子水中，搅拌条件下将2mol/L KOH溶液逐滴加入到上述悬浊液中调节pH值至8-9，50^oC反应1h，去离子水洗涤，60^oC干燥，200^oC焙烧3h，得10%CeO₂表面修饰的Co₃O₄，记为10%CeO₂@Co₃O₄。

实施例2：