前言

        一氧化碳低溫變換催化劑用于合成氨和制氫工業(yè)中，用于一氧化碳和水反應(yīng)生成氫和二氧化碳的過程中。就目前的情況來看，多數(shù)國家工業(yè)上大多數(shù)是采用銅系一氧化碳催化劑，催化劑的制備方法大多數(shù)是用銅的硝酸鹽溶液和沉淀劑共同制備而成，但是在生產(chǎn)過程中仍然存在有雜質(zhì)或者溫度難以控制的現(xiàn)象，為了進一步提高催化劑的純度，提高生產(chǎn)質(zhì)量，對銅系一氧化碳低溫變換催化劑的改進方法進行探討。

        1 銅系一氧化碳變換催化劑

        新型銅系一氧化碳變換催化劑及其制備工藝，屬無機化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種銅-鋅-鋁系一氧化碳變換催化劑?，F(xiàn)有的一氧化碳變換催化劑通常有兩種，即鐵系一氧化碳高溫變換催化劑和銅系一氧化碳低溫變換催化劑。為了提高催化劑性能，也有對催化劑進行改進的報道，如歐洲專利EP353453公開了一種改進的低汽氣比高變催化劑，它是將鐵-鉻催化劑浸入銅鹽溶液中，經(jīng)干燥后，再焙燒。此類催化劑在低汽氣比條件下，會有F-T副反應(yīng)的發(fā)生，并且不適用于低溫變換[1]。中國專利GK85100599中公開的銅-鋅-鋁系一氧化碳低溫變換催化劑，是在較高溫度下將硝酸銅、硝酸鋅混合溶液與碳酸鈉溶液進行沉淀，這樣生產(chǎn)出來的催化劑僅能適用于低溫變換，在低汽氣比條件下活性較差，而且生產(chǎn)過程中有Na離子的存在，增加洗滌用水量及環(huán)境處理的負擔。

        2 目前銅系一氧化碳低溫變換催化劑存在的缺點

        2.1 存在較多雜質(zhì)，純度不高

        在催化劑的提取過程中，需要很多的條件，也受到很多條件限制導致了提煉出的催化劑存在雜質(zhì)，純度不高的問題，從而影響了催化劑的作用，在應(yīng)用中并不適用。像在銅-鋅-鋁的催化劑合成提取中，容易形成氫氧化鋁凝膠，美國專利中提出的用銅和鋅沉淀提取的催化劑雖然不會有凝膠的出現(xiàn)，但是沉淀受溫度影響較大，并不容易控制溫度條件。除此之外，這樣生產(chǎn)出來的催化劑僅能適用于低溫變換，在低汽氣比條件下活性較差，而且生產(chǎn)過程中有Na離子的存在[2]，增加洗滌用水量及環(huán)境處理的負擔，化工生產(chǎn)給環(huán)境污染帶來了不小的壓力，所以在改進催化劑的過程中應(yīng)該盡量避免有害的污染物的產(chǎn)生，減小對環(huán)境污染，這也是改進催化劑的目的之一。

        2.2 催化劑原料昂貴，成本高

        在化學反應(yīng)中，催化劑大大減少了化學反應(yīng)的時間，提高了生產(chǎn)效率，在工業(yè)大量發(fā)展的今天，催化劑的需求量也得到了大幅度的提升，因此催化劑原料的用量也大大增多。催化劑多為礦物質(zhì)，而礦石作為不可再生資源，用量多了，數(shù)量就少了，經(jīng)過幾十年的挖掘開采，銅系催化劑的儲存量就越來越少，供不應(yīng)求，銅的價格也隨之增加。雜質(zhì)越少的催化劑作用越大，而純度高的催化劑就需要花大成本，由此觀之，銅的價格也會逐步增長，為了適應(yīng)市場的需求以及了科技更好的進步發(fā)展，就需要加快探討出銅系一氧化碳低溫變換催化劑的改進方案，以便降低催化劑的成本。

        3 銅系一氧化碳低溫變換催化劑的改進方法

        3.1 在催化劑配制中加入適量助劑

        在銅系一氧化碳低溫變換催化劑的研制中，可以改變單一的銅物質(zhì)的攝入量，適當加入鋁和鋅兩種化學元素，加入這些一旦配量控制不好或者沉淀溫度掌握不恰當就會導致凝膠和氫氧化鋁的的產(chǎn)生，污染環(huán)境，影響催化劑的效果。經(jīng)過實驗證明，在催化劑的配置過程中，可以加入別的助劑進行調(diào)和，如稀土等元素。在銅系一氧化碳低溫變換催化劑配制時加入稀土，可以改變催化劑的性能，使催化劑的結(jié)構(gòu)更加合理，并且可以抑制甲醇的產(chǎn)生，在提高催化劑質(zhì)量的同時減少對環(huán)境的污染。

        3.2 采用氨絡(luò)合法制備催化劑

        在催化劑的提取中，如果原料使用存在缺陷就會導致催化劑的純度不高，性能不好，造成環(huán)境污染和成本高的問題。在銅系一氧化碳低溫變換催化劑的改進中，可以采用氨絡(luò)合法來改進催化劑的不足之處。采用氨絡(luò)合法[3]，在一定程度上可以降低催化劑的堆密度和副作用產(chǎn)品的產(chǎn)生，提高銅系一氧化碳低溫變換催化劑的耐熱活性，改變催化劑的性能，延長使用壽命，能夠更好的為化學反應(yīng)服務(wù)。

        4 結(jié)束語

        本文主要介紹了銅系一氧化碳低溫變換催化劑的改進方法，以及中美兩國在銅系催化劑生產(chǎn)專利情況，并就優(yōu)缺點進行了簡單比較。同時也對我國當前銅系一氧化碳低溫變換催化劑的生產(chǎn)中存在的主要問題進行了梳理，并就生產(chǎn)加工工藝給出了改進方法。銅系一氧化碳低溫變換催化劑作為重要的生產(chǎn)要素，必會隨著科技的進步在今后生產(chǎn)中超著更安全，更低廉、更環(huán)保的加工工藝方向前行。

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