高比表面积铝土矿载体的制备及在CO氧化反应中的应用

江莉龙马永德 曹彦宁 杨 阳 魏可镁

(福州大学化肥催化剂国家工程研究中心，福州 350002)

高比表面积铝土矿载体的制备及在CO氧化反应中的应用

江莉龙＊马永德 曹彦宁 杨 阳 魏可镁

(福州大学化肥催化剂国家工程研究中心，福州 350002)

采用水热法，对天然铝土矿进行改性，获得高比表面积的铝土矿载体(Bauxite)。用等体积浸渍法制备了不同Pt含量的Pt/bauxite和1.0%Pt/Al2O3催化剂，以CO氧化为探针反应，考察了催化剂性能。采用XRF、XRD、低温N2-物理吸附、H2-TPR以及CO-TPD等对载体和催化剂样品进行表征。结果表明：Pt/bauxite催化剂具有优异的CO氧化性能，特别是当反应温度为200℃时，催化剂1.0%Pt/bauxite的CO转化率为93.4%，而1.0%Pt/Al2O3CO转化率仅为9.4%。其原因是铝土矿含有的Fe2O3是CO氧化反应的催化剂，且Fe2O3与负载的Pt之间发生了相互作用，降低了Pt和Fe2O3还原温度，提高了对CO的吸附能力且降低了CO的脱附温度，进而提高了催化剂的CO氧化反应性能。

水热法；Pt/铝土矿催化剂；CO氧化

0 引 言

CO氧化催化剂的研究近年来发展迅速，并在污染防治、气体净化、精细化工等领域得到广泛的研究与应用。载体的选择对于制备高活性和稳定性能的CO氧化催化剂影响较大,从20世纪90年代至今,具有较高比表面积和较强抗热老化能力的Al2O3一直占据着载体材料的主导地位,对利用Al2O3作为CO氧化催化剂的载体进行了许多的研究，但由于Al2O3载体对于CO氧化反应不活泼，吸附和储存氧的能力较差，限制了它的应用。值得注意的是，近年来一些文献报道了通过引入稀土元素和过渡金属氧化物对Al2O3进行修饰改性，制备出了具有较高低温氧化活性和稳定性的CO氧化催化剂。例如，Amornmar等[1]采用浸渍法制备了CO氧化催化剂Pt/γ-Al2O3，并用稳态同位素瞬变动力学分析法(IKTA)研究了助剂Fe对催化剂Pt/γ-Al2O3的改性作用。Ayastuy等[2]研究了金属Mn对浸渍法制备的催化剂Pt/Al2O3的活性的影响，发现当Mn的含量位于8%～15%之间时对催化剂的活性有促进作用。Chuang等[3]分别采用共沉淀法和机械混碾法制备催化剂 Al2O3-Ce0.5Zr0.5O2，发现 Al3+的混合程度影响着催化剂的晶体生长方向、结构和储氧能力，进而影响催化剂的CO氧化活性。对γ-Al2O3载体改性其他方法主要有浸渍法[4，5]、沉积-沉淀法[6]、溶胶-凝胶法[7]、化学气相沉积法[8]等，但这些改性方法在实际应用中具有一定的局限性。

Al2O3的原料来源主要是铝土矿，铝土矿是多种地质来源极不相同的含水氧化铝矿石的总称，以氧化铝水合物为主要成分的复杂铝硅酸盐矿石，主要化学成分有：Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2，少量的 CaO、MgO等。天然铝土矿比表面积低，难以将其直接作为催化剂的载体。本工作采用水热反应法，获得高比表面积的铝土矿(bauxite)，并以其为载体代替Al2O3，采用等体积浸渍法负载贵金属Pt，制备了以改性后铝土矿为载体的Pt/bauxite催化剂，并考察了其在CO氧化反应中的催化性能。获得了有意义的研究结果。

1 实验部分

1.1 样品的制备

载体制备：采用福建省漳浦县的天然铝土矿，筛分成粒径为 420～841 μm(20～40 目)的颗粒，称取 30 g，用蒸馏水清洗表面的粉尘后，置于100 mL带聚四氟乙烯内衬的高压反应釜内，加入50 mL去离子水。经170℃和水热反应72 h后，冷却，过滤，120℃干燥4 h。冷却，置于马弗炉中，550℃焙烧4 h后，冷却，得到改性后铝土矿。

催化剂制备：将PtCl4溶解在2 mol·L-1的HCl溶液中配制成30.0 g·L-1的H2PtCl6溶液。然后再将30.0 g·L-1的 H2PtCl6溶液配制成含有 0.5%、1.0%和2.0的Pt的溶液，在室温下将已改性的铝土矿载体等体积浸渍于含有不同的Pt含量的溶液中24 h，110℃下干燥过夜，在马弗炉中500℃下焙烧4 h，制得 Pt负载量分别为 0.5%、1.0%和 2.0%的 Pt/bauxite催化剂(质量百分数，以空白载体为基准)。所得催化剂分别记为 0.5Pt/B、1.0Pt/B 和 2.0Pt/B。

采用山东铝业公司生产的γ-Al2O3为载体，采用同样的方法制备了Pt负载量为1.0%的催化剂1.0%Pt/Al2O3(质量百分数，以空白载体为基准)。记为1.0Pt/A，作为参比样品。

1.2 样品的表征

采用荷兰PHILPS Magix pw2424 X-射线荧光元素分析仪(Rh靶，X光管最大功率为2.4 kW)测定天然铝土矿石中各元素的相对含量。

采用荷兰Panalytical公司的X射线粉末衍射仪测定样品的物相组成，X射线源为Co靶，Kα入射波长 0.179 0 nm，管流 40 mA，管压 40 kV，扫描步长为 0.02°，扫描速率为 0.60°·min-1。

采用Ominsorp 100cx气体吸附孔径测定仪 (美国Micrometrics公司)测定催化剂的比表面积和孔结构：样品(经烘干预处理)用量为 0.10 g，在 120 ℃抽真空预处理4 h，以N2为吸附质，在液氮温度下(77 K)测得吸脱附曲线。依据吸脱附曲线的吸附支采用BET法计算比表面积，脱附支采用BJH法计算孔体积和孔分布。

H2-TPR实验在美国Mciromeritics Autochem 2910型自动吸附仪进行.称取0.100 g催化剂，先用氧气在200℃氧化1 h，然后降温至100℃用高纯氦气吹扫1 h。降至室温以后，用10%H2-Ar(体积分数)混合气进行实验，气体流速为30 mL·min-1，升温速率10℃·min-1，升温至800℃，耗氢量用TCD检测器跟踪记录。CO-TPD实验在美国Mciromeritics Autochem 2910型自动吸附仪进行.称取催化剂样品0.100 g，以纯 H2程序升温还原至 450℃，恒温 1 h后降至室温，切换为10%CO-He(体积分数)吹扫0.5 h，再用高纯氦吹扫至基线平稳，在氦气气氛中进行程序升温脱附，进行程序升温脱附，气体流量30 mL·min-1，由室温升至 450 ℃(10 ℃·min-1)，记录程序升温脱附谱。

1.3 CO催化氧化活性评价

催化剂活性测定在连续流动微型反应器中进行，原料气采取在线配气的方法。用配有TCD检测器的岛津GC-14气相色谱分析仪在线分析原料气及反应后气体产物的组成。先将0.100 g催化剂置于内径为8 mm的石英管固定床反应器中，在450℃下用H2(30 mL·min-1)还原1 h后，降温至测试温度。通入混合气 (体积分数组成为1.0%CO，1.0%O2，其余为He)进行反应，气体空速为900 mL·min-1·g-1。记录在不同温度下CO的转化率。以CO的最低完全转化温度来评价催化剂活性。

2 结果与讨论

2.1 天然铝土矿组成分析

采用XRF，对天然铝土矿的化学组成进行分析，结果如表1所示：

表1 天然铝土矿化学组成分析结果Table 1 Chemical composition of natural bauxite

2.2 XRD分析

天然铝土矿和其在170℃下水热反应72 h后的样品的XRD分析结果如图1所示。图中表明，天然铝土矿主要由高岭石(Kaolinite，Al2O3·2SiO2·2H2O)、三羟铝石(Bayerite，Al(OH)3)和 Fe2O3等物质组成，其他物质的峰不明显。水热反应后的样品中的高岭石和Fe2O3的特征峰变化不明显，而三羟铝石的特征峰变的更宽和尖锐。其原因为天然铝土矿中的三羟铝石在水热作用下，一些游离或分散的三羟铝石颗粒结晶更加明显，而使特征峰变宽和尖锐。

图1 水热反应前后样品的XRD图Fig.1 XRD patterns for samples obtained from different hydrothermal reaction temperatures

图2为天然铝土矿直接焙烧后和改性后铝土矿的XRD分析结果。相比于图1，样品的XRD图变化明显，图1中天然铝土矿直接焙烧后的样品中的高岭石和三羟铝石的特征峰的特征峰均消失，有明显Al2O3和Fe2O3特征峰。改性后铝土矿和天然铝土矿直接焙烧后的衍射峰差别不明显。文献[9]认为，高岭土在热处理过程中，会发生脱水分解反应，在失去化学结合水的同时，本身晶体结构也受到破坏，生成无定形偏高岭土。其反应式为 A12O3·2SiO2·2H2O→A12O3·2SiO2＋2H2O。因此，高岭石特征峰消失。而三羟铝石经热处理后，也发生脱水分解反应，转化为Al2O3。

图2 不同水热反应温度后样品550℃焙烧后的XRD图Fig.2 XRD patterns of samples calcined at 550℃by a hydrothermal reaction

2.3 改性前后铝土矿的表面织构

天然铝土矿和改性后铝土矿的表面织构分析见表2和图3。表2结果表明，改性后铝土矿和天然铝土矿比较，比表面积增大了2.7倍，为153 m2·g-1；孔容增加；平均孔径由天然铝土矿的15.29 nm减小为改性后铝土矿的4.92 nm。从图3可以看出，天然铝土矿和改性后铝土矿的吸脱附曲线均具有明显的滞后环，等温线均属IUPAC分类中的IV型，滞后环为H3型[10]，其吸脱附曲线的高压端吸附量大，表明天然铝土矿和改性后铝土矿均属于介孔范畴。天然铝土矿的吸脱附等温曲线平滑，表明其主要的孔主要由层板状颗粒聚集而成两端开放的堆积孔或片状粒子堆积形成的狭缝孔。改性后铝土矿的脱附等温线在P/P0=0.5处，出现了明显的台阶，区别于天然铝土矿的层板状或片状颗粒的堆集，反映的孔是两端开口的管状毛细孔，有各种形状的横截面，瓶颈宽而短的墨水瓶形孔或槽形孔等。孔径分布曲线显示样品具有比较均一的介孔孔径分布，采用BJH方法根据吸附曲线计算得到两个样品的孔径分布，天然铝土矿的最可几孔径在30 nm左右，另外也存在少量孔径为3 nm左右的孔。改性后铝土矿最可几孔径则主要集中在5 nm附近，呈现较窄的单一分布。

因此，天然铝土矿经水热反应后，结晶良好的高岭石和三羟铝石在焙烧过程脱水、分解，在晶相转变过程中内部缺陷增多，使孔的形状发生变化，孔更加集中，从而使改性后铝土矿比表面积和孔容增加，孔的变化是改性后铝土矿比表面积增大的主要原因。

表2 改性后铝土矿和天然铝土矿比表面积和孔结构Table 2 Specific Surface area and pore structure of natural bauxite and modified bauxite

图3 天然铝土矿和改性后铝土矿的低温N2吸脱附曲线和孔径分布曲线Fig.3 Nitrogen adsorption-desorption isotherms and pore-size distribution of(a)natural bauxite and(b)modified bauxite

2.4 改性后铝土矿和催化剂的CO氧化性能

图4为改性后铝土矿的CO氧化反应催化性能。由图得知，铝土矿载体展现了一定的CO氧化反应性能，CO转化率随温度的升高逐渐增加。可归因为铝土矿载体本身含有的Fe2O3[11-13]。

图5为不同Pt含量的催化剂Pt/B和1.0Pt/A的CO氧化性能。催化剂Pt/B的CO氧化性能随温度的升高而升高，也随Pt负载量的增加而提高。催化剂0.5Pt/B和1.0Pt/B在225℃达到完全转化，而2.0Pt/B在175℃就已达到完全转化，表明催化剂具有良好的CO氧化性能。

虽然，负载量同为1.0%Pt的催化剂1.0Pt/B和1.0Pt/A均在225℃达到完全转化，但在反应温度低于225℃时，1.0Pt/B的CO氧化性能始终优于1.0Pt/A，特别是在200℃时，1.0Pt/B的CO转化率为93.2%，而1.0Pt/A只有9.4%。

图4 改性后铝土矿的CO氧化反应性能Fig.4 CO oxidation reaction activity of the modified bauxite

图5 不同Pt含量对催化剂CO氧化性能的影响Fig.5 Influences of different Pt loading on CO oxidation of samples

表明采用改性后铝土矿为载体能显著提高催化剂CO氧化的低温活性。许多文献报道，Fe2O3和负载的Pt氧化物之间能产生强的相互作用，而正是这种金属-载体间的强相互作用，在稳定活性组分Pt、阻止活性粒子Pt的迁移和阻止催化剂的烧结等扮演了重要角色。改性后铝土矿是由γ-Al2O3，SiO2，Fe2O3等组成的混合物，因此，根据文献和活性评价的结果，1.0Pt/B在低温活性显著提高并非是载体本身CO氧化性能和负载上Pt组分后的简单叠加，可以推测改性铝土矿中的Fe2O3和负载的Pt氧化物之间发生了相互作用，而这金属-载体间的相互作用是导致催化剂1.0Pt/B在低温CO氧化性能的显著提高的重要原因，该推测可通过下面的实验进一步的证实。

2.5XRD图

图6为铝土矿载体、催化剂Pt/B及1.0Pt/A的XRD图。铝土矿载体具有明显的Fe2O3和Al2O3的特征峰。在催化剂Pt/B图中，主要有Fe2O3和Al2O3的衍射特征峰，没有明显的Pt特征峰。但有趣的是，催化剂Pt/B中的Fe2O3的特征峰随Pt负载量增加而逐渐减弱，特别是当Pt负载量为2.0%时，Fe2O3的特征峰已明显减弱，这可能是由于Pt的负载促进了载体中Fe2O3的分散，也可能是由于Pt与Fe2O3发生相互作用而引起[14]。1.0Pt/A中有明显的Al2O3的特征峰，未发现Pt氧化物的特征峰，表明Pt高度分散于载体中。

图6 不同样品的XRD图Fig.6 XRD patterns of the samples

2.6 催化剂的表面织构

表3催化剂Pt/B和1.0Pt/A的表面织构分析结果。数据表明，催化剂Pt/B与改性后铝土矿(153 m2·g-1)对比，比表面积有所下降，应主要是由于负载引起的变化。催化剂Pt/B的比表面积随Pt负载量的增加逐渐减小，孔容变化不明显，平均孔径则随Pt负载量的增加而逐渐增大，表明部分Pt进入了载体的微孔，堵塞了一些特别小的孔，而使平均孔径增大。表中可看出，催化剂1.0Pt/A比1.0Pt/B的比表面积大78 m2·g-1，但后者的低温催化性能却明显好于前者，因此，结合活性表征结果，表面织构的变化不是影响催化剂Pt/B CO氧化性能的主要因素。

表3 不同样品的表面织构参数Table 3 Surface texture of the samples

2.7 H2-TPR图

图7为铝土矿载体，的H2-TPR图。图7为改性后铝土矿和催化剂1.0Pt/B和1.0Pt/A的H2-TPR图。由图可见，改性后铝土矿在410和640℃处有两个明显的耗氢峰。结合铝土矿的XRF分析结果可知，铝土矿中能被H2还原的的成分主要是Fe2O3，文献报道[15-16]，Fe2O3在H2中的还原是分步进行的：Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe。因此410℃左右的还原峰可归属为Fe2O3还原为Fe3O4，而640℃左右的还原峰可归属为Fe3O4进一步还原为FeO的过程。

催化剂1.0Pt/A有2个弱而宽的耗氢峰，还原峰温为220和410℃，可分别归属为较易还原的表面富集的PtOx和较难还原的大颗粒PtOx的还原峰[14,17-18]。而催化剂1.0Pt/B还原情况较为复杂，有六个大小不一的耗氢峰。结合改性后铝土矿和催化剂1.0Pt/A的还原分析结果，以及文献报道，α、β可归属为催化剂表面富集的PtOx的还原[17]；在265至555℃之间有4个大小不一的耗氢峰，分别为λ(300℃)、η(330 ℃)θ(440 ℃)和 λ(555 ℃)，其中 λ(300 ℃)、η(330℃)θ(440℃)应为部分较难还原的大颗粒PtOx、PtOx与载体中的Fe2O3相互作用形成的Pt-O-Fe物种[14]和Fe2O3的共同还原峰。λ峰则归属于Fe3O4进一步还原为FeO的过程，与改性后铝土矿载体的640℃左右的还原峰相比，还原温度向低温方向移动了约85℃。

图7 改性后铝土矿、1.0Pt/B和1.0Pt/A催化剂的H2-TPR图Fig.7 H2-TPR profiles of the modified bauxite,1.0Pt/B and 1.0Pt/A

为了进一步分析和证实PtOx和改性后铝土矿中的Fe2O3发生相互作用的情况。对不同Pt负载量的Pt/B催化剂进行了H2-TPR实验。图8为不同Pt负载量的Pt/B催化剂的H2-TPR图，表4为图8中催化剂Pt/B各还原峰的量化数据。图8所示，随着Pt负载量的增加，归属于较易还原的表面富集的PtOx还原峰α的峰温向低温方向移动，而β峰则向高温方向移动，且耗氢峰面积逐渐增加(见表4)，这应是Pt负载量增加所引起。结合图7铝土矿载体和1.0Pt/A催化剂的还原结果，γ峰应归属于Pt与载体存在相互作用的Pt-O-Fe中氧的还原峰，且随Pt负载量的增加逐渐向高温方向移动，逐渐与η峰合并。可以看出，随着Pt负载量的增加，θ峰的强度逐渐增加，耗氢峰面积逐渐增大，而λ峰的耗氢面积逐渐减少，但λ峰温变化不明显，Sθ/Sλ比值逐渐增大(见表4)，表明PtOx和载体中的Fe2O3存在明显的相互作用，且形成的新的Pt-O-Fe物种量逐渐增加。

图8 改性后铝土矿和不同Pt负载量的催化剂样品的H2-TPR图Fig.8 H2-TPR profiles of modified bauxite and catalysts with different Pt loadings

表4 Pt/B催化剂的H2-TPR图的量化数据Table 4 Quantified data for H2-TPR profiles of Pt/bauxite

一般认为，CO在氧化物催化剂上的氧化反应为Redox机理，氧化物在反应过程的氧化还原性质对CO的氧化影响很大[19-20]。据H2-TPR分析结果和催化剂的CO氧化活性比较可以发现，在催化剂Pt/B中存在着由Pt氧化物与载体中的Fe2O3相互作用而形成的Pt-O-Fe物种，这种相互作用明显促进了Pt和Fe2O3的还原，这也体现在XRD图中Fe2O3衍射特征峰的减弱的结果相吻合，也和文献的研究结果相一致[14]。据文献报道[21-22]，这种金属-载体间的相互作用能稳定活性组分Pt、抑制Pt粒子的迁移和防止催化剂的烧结。这正是Pt/B催化剂低温CO氧化性能明显优于催化剂1.0Pt/A的主要原因。

2.8CO-TPD图

图9为改性后铝土矿、催化剂Pt/B和1.0Pt/A的CO-TPD图。图中显示，改性后铝土矿有2个CO脱附峰，分别为100和250℃。其中100℃处的弱脱附峰，可归属为改性后铝土矿对CO的弱化学吸附或物理吸附[23]，而250℃左右的脱附峰，可归为载体中不同价态Fe的氧化物对CO的吸附。催化剂1.0Pt/A也有2个脱附峰，分别为100和200℃。100℃的脱附峰对应于Al2O3载体对CO的弱化学吸附或物理吸附；200℃的脱附峰对应于Pt0或PtOx对CO的吸附[24]。

图9 改性后铝土矿、不同Pt负载量和Pt/Al2O3的COTPD图Fig.9 CO-TPD profiles of modified bauxite,catalysts with different Pt loadings and Pt/Al2O3

对于不同Pt负载量的催化剂Pt/B，主要表现为一个大的非对称的CO脱附峰，脱附峰温约150℃。结合改性后铝土矿、1.0Pt/A的CO-TPD和H2-TPR分析结果，150℃处的脱附峰应归属于还原态的Pt、Pt-O-Fe和Fe-O等活性中心对CO的吸附后产生的共同脱附峰。

文献[25]报道，在金属Pt的表面，CO的氧化速率很慢，其原因是金属Pt对CO的吸附平衡常数很高，CO基本上能覆盖金属Pt的表面，很大程度上影响了对O2的吸附，从而降低了催化氧化CO的反应速率。Ayastudy等[2]认为提高Pt催化剂氧化反应速度的关键在于使催化剂上发生的氧化反应符合非竞争的双吸附位机理，即通过向Pt催化剂中添加某些助剂，为氧的吸附提供额外的吸附位。Farrauto等[26]考察了添加了Fe的5wt%Pt/Al2O3催化剂上CO在富氢气氛下的选择性氧化，结果证实Fe氧化物部分覆盖在Pt的表面，且Fe氧化物与Pt物种之间存在强相互作用，修饰了Pt金属颗粒的电子态，降低了CO在Pt表面的吸附。Jain等[27]也详尽地比较了过渡金属 Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu 和 Sn 对 单 组分 5%Pt/Al2O3催化剂CO选择氧化催化性能的影响。表征结果显示，Fe和Co沉积在Pt表面，形成了Pt-MOx界面活性吸附位，为氧的吸附提供空位，从而使得PROX反应可以按照非竞争双活性位机理进行。

在我们的实验中，相比较于催化剂Pt/B和1.0Pt/A，1.0Pt/A中200℃的脱附峰向低温方向移动至160℃左右，结合文献的报道[25]，这应是活性组分Pt与铝土矿载体中的铁氧化物发生了相互作用，修饰了Pt金属颗粒的电子态，降低了CO在Pt表面的吸附，而表现为CO脱附峰温的降低。根据文献[27]，铝土矿载体中的铁氧化物可能与Pt形成了Pt-FeOx界面，可以为氧的吸附提供非竞争性吸附位。这也应是1.0Pt/B比1.0Pt/A低温活性好的原因。

3 结 论

采用水热反应法，制备出了高比表面积的铝土矿载体，并应用于CO氧化反应中。研究了以改性后铝土矿为载体的不同Pt含量的Pt/bauxite催化剂的结构和CO氧化反应性能。发现催化剂1.0Pt/bauxite的低温活性明显优于1.0Pt/A，特别是在反应温度为200℃时，1.0Pt/bauxite的 CO转化率为93.2%，而1.0Pt/A只有9.4%。其原因为Pt能与铝土矿载体中的Fe2O3的发生相互作用。这种相互作用促进了Fe2O3的分散，促进Pt氧化物和Fe2O3的还原，降低还原温度；同时还修饰了Pt金属颗粒的电子态，削弱了Pt粒子对CO的吸附，降低了CO的脱附温度，因此提高了催化剂的低温活性。此外，铝土矿载体中的铁氧化物可能与Pt形成了Pt-FeOx界面，可以为氧的吸附提供非竞争性吸附位，有利于加快CO氧化反应速度。

[1]Sirijaruphan A,Goodwin Jr J G,Rice R W.J.Catal.,2004,224(2):304-313

[2]Ayastuy J L,González-Marcos M P,Gutiérrez-Ortiz M A,et al.Appl.Catal.B,2007,70:532-541

[3]Chuang C C,Hsiang H I,Hwang J S,et al.J.Alloys Compd.,2009,470(1):387-392

[4]Kim K Y,Nam S W,Lim T H.et al.J.Ind.Eng.Chem.,2008,14(6):853-859

[5]YU Yi-Fu(于一夫),ZOU Zhi-Qiang(邹志强),MENG Ming(孟明),et al.Chinese J.Inorg.Chem.(Wuji Huaxue Xuebao),2010,26(2):223-239

[6]Loviat F,Czekaj I,Wokaun A,et al.Surface Science,2009,603(14):2210-2217

[7]Ozdemir C,Akin A N,Yildirm R.Appl.Catal.A,2004,258(2):145-152

[8]Rowlette P C,Wolden C A.Thin Solid Films,2010,518(12):3337-3341

[9]WEI Cun-Di(魏存弟),MA Hong-Wen(马鸿文),YANG Dian-Fan(杨殿范),et al.Bulletin of the Chinese Ceramic Society(Guisuanyan Tongbao),2005,24(2):13-16

[10]Sing K S W,Everett D H,Haul R A W,et al.Pure Appl.Chem.,1985,57(4):603-619

[11]Wagloehner S,Reichert D,Sorzano D L,et al.J.Catal.,2008,60(2):305-314

[12]Cheng T,Fang Z Y,Zhang Y J,et al.Catal.Commun.,2007,8(7):1167-1171

[13]Liu X J,Liu J F,Chang Z,et al.Catal.Commun.,2011,12(6):530-534

[14]An N H,Yu Q S,Liu G,et al.J.Hazard.Mater.,2011,186:1392-1397

[15]Venugopal A,Aluha J,Scurrell M S,et al.Appl.Catal.A,2003,45(1):149-158

[16]Jozwiak W K,Kaczmarek E,Maniecki T P,et al..Appl.Catal.A,2007,326(1):17-27

[17]Tanksale A,Beltramini J N,Dumesic J A,et al.J.Catal.,2008,258(2):366-377

[18]Liang H,Zhang Y,Liu Y.J.Natural Gas Chem.,2008,17:403-408

[19]Jia J F,Shen J Y,Lin L W,et al.J.Mol.Catal.A:Chem.,1999,138:177-184

[20]Kotobukia M,Watanabe A,Uchida H,et al.J.Catal.,2005,236(2):262-269

[21]Nagai Y,Hirabayashi T,Dohmae K,et al.J.Catal.,2006,242:103-109

[22]Nagai Y,Dohmae K,Takagi N,et al.Angew.Chem.Int.Ed.,2008,47:9303-9306

[23]Pan Z Y,Dong M H,Meng X K,et al.Chem.Eng.Sci.,2007,62(10):2712-2717

[24]Mukerji R J,Bolina A S,Brown W A.Surf.Sci.,2003,527:198-208

[25]Son I H,Lane A M.Catal.Lett.,2001,76:151-154

[26]Liu X,Korotkikh O,Farrauto R.Appl.Catal.A,2000,62:249-254

[27]Jain S K,Crabb E M,Steele A M,et al.Appl.Catal.B,2009,89:349-355

High Surface Area Bauxite:Preparation,Characterization and Application in CO Oxidation Reaction

JIANG Li-Long＊MA Yong-De CAO Yan-Ning YANG Yang WEI Ke-Mei
(National Engineering Research Center of Chemical Fertilizer Catalyst,Fuzhou University,Fuzhou 350002,China)

The hydrothermally treated bauxite with high surface area was employed as the Pt based catalyst support.A series of Pt/bauxite catalysts were prepared by incipient-wetness impregnation method.The loading of Pt was varied from 0.5wt%to 2.0wt%.The catalysts were characterized by XRF,low temperature nitrogen adsorption-desorption,XRD,H2-TPR and CO-TPD.The catalyst performance for CO oxidation reaction was also investigated.The results indicate that Pt/bauxite catalysts have excellent property for CO oxidation reaction.Especially when the reaction temperature is at 200℃,CO conversion rate of 1.0%Pt/bauxite is 93.2%,while 1.0Pt/Al2O3is only 9.4%，attributed to the interaction between Pt and Fe2O3in the modified bauxite,and the interaction could decrease the reducing temperature of Pt oxide and Fe2O3and also improve the adsorptiondesorption behavior of Pt/bauxite catalysts for CO molecule,thus increasing the CO Oxidation activity.

hydrothermal;Pt/bauxite catalyst;CO Oxidation

O643

A

1001-4861(2012)06-1157-08

2011-10-22。收修改稿日期：2012-01-13。

福建省自然科学基金(No.2011J01036)、福建省教育厅A类基金(No.JA09012)、福州大学人才启动经费及福州大学科技发展基金(No.2010-XQ-05)资助项目。

＊通讯联系人。E-mail:jll@fzu.edu.cn