矿井甲烷催化元件制备条件研究.pdfVIP

：!!!： 堡!鱼塑垡 矿井甲烷催化元件制备条件的研究 刘建周 中国矿业大学(徐州221008) [摘要] 本文以提高矿井甲烷催化元件的性能为目的，通过系统研究催化元件制备中的关键工艺 存v／}-vX．x／．对催化元件性能的影响，得出了许多有意义的实验结果与数据，并由此提出了一种新的制备催 化元件的工艺。 主题词催化元件催化剂 1前言 2实验准备 在煤矿生产中瓦斯爆炸事故时有发生，影响 实验采用AlzO。作载体．Pt、Pd作为催化剂 着煤矿的安全生产。实现对矿井甲烷浓度的连续 金属组分，采用等体积浸渍法制备催化剂。即根据 检测是防止矿井瓦斯爆炸事故的有效措施。提高 载体A1：O，的吸水率和金属组分在载体上的负载 甲烷检测传感器的性能是核心问题。长期以来对 量，配制一定浓度的H：PdCl．和H!PtCls的混合 甲烷传感器进行了不懈的研究，期望得到高性能 溶液。载体A1zO。在此混合溶液中浸渍24h后．经 的传感器，以保证矿井甲烷检测的可靠性、稳定 120C烘干2h，550U焙烧2h制得催化元件。 性，从而提高矿井的安全生产水平。 3结果与讨论 对甲烷检测传感器而言，催化元件的性能是 3．1 载体AlzO。焙烧温度及其改性处理对元件 一个关键的因素。提高催化元件盼陛能一直是研 性能的影响 究和生产中的焦点问题。从催化元件的工作原理 在空气中以终温750℃C和900℃两种温度 和实际的应用情况分析，催化元件所用的催_化嗣 焙烧处理碱雠撇剂金耩组分埒采用于d_其负 的性能是～个需要解决的重点问题。本文分析研 载量为3％-Pd／AIzO。。催化元件灵敏度及稳定性 究了催化剂的酉已方和催化剂的制备工艺条件及方 的测试结果如表1所示。从测试结果可以看出， 法对催化元件性能的影响。从中得出了一些适宜 A120。经900C焙烧处理后制备的催化元件，其灵 的制备方法。 敏度和稳定性优于700C的情况。AI。O，经高温焙 催化剂载体普遍采用A120。，对A1。Os的处理 烧后，其表面结构中缺电子性加剧有利于Pd的 条件各不相同。催化荆金属组分普遍选用贵金属 催化作用，同时Al：Os经高温焙烧后也有利于工 Pt--Pd或Pd。为了提高催化元件的某一方面的作过程中晶型的稳定。 性能，往往在催化剂中加入助剂。 裹1 载体焙烧温度对催化元件灵敏度和稳定性的影响 矿井甲烷催化元件制备条件的研究·列建周 ·163· 对载体Al：O。进行碱性处理的研究发现，载 变差。研究比较了不同的金属负载量对催化剂活 体Al。O，经碱性处理有利于催化元件稳定性的提 性的影响，结果见表4。表4中可以l％CH．达到 高(结果见表2)。碱性处理条件为在载体AI：O；上 90％转化率时的反应温度来比较催化剂的催化活 浸渍一定浓度的K。COs溶液后，在600一750C下性。从表4中得出催化剂中金属负载量为3％Pd／ 焙烧2—3h，载体AlzO：上K的负载量为3％(以 K：O计)[1]。载体Al。O。冷却后再浸渍催化荆的金 用单一金属组分Pd其催化活性相当。 属盐溶液，催化剂上金属组分的负载量为3％Pd／ AkO：。从测试结果看出经碱性处理的催化元件表 裹4金属组分的负载量对催化活性的影响 现出较好的工作稳定性。 催化剂负载量 T”／C…