一种甲醇甲醛低温深度氧化催化剂制造技术

一种甲醇甲醛低温深度氧化催化剂，所述催化剂是以Ce‑Al‑Ti为载体，Pd和Pt为活性组分构成，并在较低温度下对甲醇甲醛具有突出的催化氧化活性，在室内温度为27℃的测试条件下，甲醇的T50为35℃，T90为58℃，当温度为61℃时甲醇转化率高达99%以上，且在高温时活性不下降，在氧化过程中副产物含量极低，CO2的选择性在59℃以上的温度范围内始终接近100%；在相同测试条件下，甲醛的T50为30℃，T90为75℃，100℃以上的温度甲醛均能够完全转化，CO2的选择性在整个测试过程中始终保持在100%，同时该催化剂对乙醇和乙醛在低温条件下也具有很好的催化氧化活性，且副产物少，低温起燃性和高温抗老化性强，制备过程简单，重复性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种甲醇甲醛低温深度氧化催化剂，具体地是一种以复合氧化物为载体、以过渡金属和贵金属作为活性组分用于甲醇甲醛低温深度氧化的催化剂。
技术介绍
挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds，VOCs)是一类具有较高饱和蒸汽压和较低水溶解度且易燃有毒的有机化合物，包括烷烃、烯烃、芳香烃、醇类、醛类、酮类和卤代类等，甲醇、乙醇、甲醛和乙醛便属于其中的醇类和醛类。VOCs的来源非常广泛，如醇类汽车尾气、石油炼制、燃油运输和销售、建筑、装饰和化工生产等。催化氧化法作为目前脱除挥发性有机化合物最有效的方法，该方法所用催化剂主要是贵金属催化剂和过渡金属氧化物催化剂，其中贵金属催化剂因其催化活性高、热稳定性强、反应温度低及普适性强等优点得到广泛应用，其研究重点是贵金属含量低，低温活性好的催化剂。目前已有报道关于以Pd、Pt和Ag等贵金属作为活性组分用于甲醇甲醛的深度氧化。朱兵等考察了550℃空气中焙烧的Pd/γ-Al2O3对甲醇的催化氧化性能，其T50、T95可达180℃、275℃，但深度氧化性能不佳；故又研究了Pd-Ag/γ-Al2O3双金属催化剂对甲醇的催化氧化性能，发现Pd、Ag双金属催化剂性能优于单金属催化剂，其T50和T90均有所降低，分别为125℃和170℃。由于CeO2-ZrO2具有在一定程度上促进贵金属的分散进而改善催化剂低温催化氧化性能的特点。张雪乔等研究了Ag-Pd/CeO2-ZrO2-La2O3-Al2O3对甲醇的催化氧化性能，其T50和T90分别为125℃和150℃。张雪乔进一步研究了碱土助剂对Pd/CeO2-ZrO2-La2O3-Al2O3对甲醇的催化氧化性能，其T50和T90分别为100℃和125℃。周仁贤等制备的Pd/CeO2-Al2O3在催化甲醇时其T50和T90分别为120℃和140℃。Al2O3-TiO2是一种优良的复合载体，它弥补了TiO2比表面积小和机械强度差的缺点，又保留了TiO2的抗积碳和抗中毒的能力，两者结合还能产生单独氧化物所不具备的独特的物理化学性能。基于这些优点，本专利技术以CeO2-Al2O3-TiO2为载体，以Pd、Pt为活性组分，同时考虑到贵金属价格高储量少的特点，开发一种贵金属含量低且低温活性好的催化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种甲醇甲醛低温深度氧化催化剂，其特点是具有很好的低温起燃性和高温抗老化性，不仅对甲醇甲醛的低温深度氧化具有很好的催化活性，而且对乙醇乙醛在低温条件下也具有良好的催化氧化活性。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。一种甲醇甲醛低温深度氧化催化剂，所述催化剂是以Ce-Al-Ti为载体，Pd和Pt为活性组分；所述催化剂的载体中Al2O3与TiO2的重量含量比为1：19；助剂Ce的含量是以Al2O3-TiO2的量为基准计算，其质量百分比为：0.5-2%；所述活性组分Pd和Pt的含量是以Al2O3-TiO2的量为基准计算，其质量百分比为：Pd：0.5-1.5%；Pt：0.1-0.8%。上述一种甲醇甲醛低温深度氧化催化剂的制备方法是按下列步骤进行的：(1)取异丙醇铝为铝源，钛酸四丁酯为钛源，采用溶胶凝胶法分别制备铝凝胶和钛凝胶，在制备钛凝胶过程中加入已制备好的铝凝胶使其混合均匀，后加入硝酸铈，其中Al2O3与TiO2的重量含量比为1：19，助剂Ce的含量是以Al2O3-TiO2的量为基准计算，其质量百分比为：0.5-2%，搅拌至形成混胶，将所得混胶转移至表面皿，100-150℃干燥，450-600℃焙烧，获得载体为CAT；(2)采用分步浸渍法先制备CAT负载Pd催化剂，100-150℃干燥，450-600℃焙烧，获得Pd/CAT，其中Pd含量为0.5-1.5%；再制备Pd/CAT负载Pt的催化剂，经过100-150℃干燥450-600℃焙烧，获得Pd-Pt/CAT，其中Pt含量为0.1-0.8%。实施本专利技术上述所提供的一种甲醇甲醛低温深度氧化催化剂，以Ce-Al-Ti为载体，Pd和Pt为活性组分按一定比例构成，所构成的催化剂在较低温度下对甲醇甲醛具有突出的催化氧化活性，在室内温度为27℃的测试条件下，甲醇的T50为35℃，T90为58℃，当温度为61℃时甲醇转化率高达99%以上，且在高温时活性不下降，在氧化过程中副产物含量极低，CO2的选择性在59℃以上的温度范围内始终接近100%；在相同测试条件下，甲醛的T50为30℃，T90为75℃，100℃以上的温度甲醛均能够完全转化，CO2的选择性在整个测试过程中始终保持在100%，同时该催化剂对乙醇和乙醛在低温条件下也具有很好的催化氧化活性，且副产物少，低温起燃性和高温抗老化性强，制备过程简单，重复性好。附图说明图1是本专利技术在不同催化剂的甲醇转化率随温度变化曲线。图2是本专利技术在不同催化剂的CO2选择性随温度变化曲线。图3是本专利技术在C3催化剂的甲醛氧化活性曲线。图4是本专利技术在C3催化剂的乙醇氧化活性曲线。图5是本专利技术在C3催化剂的乙醛氧化活性曲线。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施例做出进一步的说明。实施一种甲醇甲醛低温深度氧化催化剂，该催化剂是以Ce-Al-Ti为载体，Pd和Pt为活性组分构成；其中，该催化剂的载体中Al2O3与TiO2的重量含量比为1：19；助剂Ce的含量是以Al2O3-TiO2的量为基准计算，其质量百分比为：0.5-2%；该催化剂中的活性组分Pd和Pt的含量是以Al2O3-TiO2的量为基准计算，其质量百分比为：Pd：0.5-1.5%；Pt：0.1-0.8%。实施一种甲醇甲醛低温深度氧化催化剂的制备方法，该制备方法是按下列步骤进行的：步骤一、取异丙醇铝为铝源，钛酸四丁酯为钛源，采用溶胶凝胶法分别制备铝凝胶和钛凝胶，在制备钛凝胶过程中加入已制备好的铝凝胶使其混合均匀，后加入硝酸铈，其中Al2O3与TiO2的重量含量比为1：19，助剂Ce的含量是以Al2O3-TiO2的量为基准计算，其质量百分比为：0.5-2%，搅拌至形成混胶，将所得混胶转移至表面皿，100-150℃干燥，450-600℃焙烧，获得载体为CAT。步骤二、采用分步浸渍法先制备CAT负载Pd催化剂，100-150℃干燥，450-600℃焙烧，获得Pd/CAT，其中Pd含量为0.5-1.5%；再制备Pd/CAT负载Pt的催化剂，经过100-150℃干燥450-600℃焙烧，获得Pd-Pt/CAT，其中Pt含量为0.1-0.8%，制得一种用于甲醇甲醛低温深度氧化的催化剂。下面通过具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲醇甲醛低温深度氧化催化剂，所述催化剂是以Ce‑Al‑Ti为载体，Pd 和Pt为活性组分；所述催化剂的载体中Al2O3与TiO2的重量含量比为1:19；助剂Ce的含量是以Al2O3‑TiO2的量为基准计算，其质量百分比为：0.5‑2%；所述活性组分Pd和Pt的含量是以Al2O3‑TiO2的量为基准计算，其质量百分比为：Pd：0.5‑1.5%；Pt：0.1‑0.8%。

【技术特征摘要】
1.一种甲醇甲醛低温深度氧化催化剂，所述催化剂是以Ce-Al-Ti为载体，Pd和Pt为活
性组分；
所述催化剂的载体中Al2O3与TiO2的重量含量比为1:19；助剂Ce的含量是以Al2O3-TiO2的量为基准计算，其质量百分比为：0.5-2%；
所述活性组分Pd和Pt的含量是以Al2O3-TiO2的量为基准计算，其质量百分比为：Pd：
0.5-1.5%；Pt：0.1-0.8%。
2.如权利要求1所述的甲醇甲醛低温深度氧化催化剂，所述催化剂的制备方法是按下
列步骤进行的：
(1)取异丙醇铝为铝源，钛酸四丁酯为钛源，采用溶胶凝胶法分别制备铝凝胶和钛凝
胶，在制备钛凝胶过程中加入已制备好的铝凝胶使其混合均匀，后加入硝酸铈，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李哲，郭玉玉，李钢，张申，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14