一种用于胺类臭气净化的催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种用于胺类臭气净化的催化剂及其制备方法和应用，解决了现有技术中催化剂起燃温度高，活性低，不能高选择性生成N

Catalyst for purifying amine odor, preparation method and application thereof

The invention provides a catalyst for amine odor purification, a preparation method and an application thereof, and solves the problems that the catalyst has high ignition temperature, low activity and not high selectivity to produce N in the prior art

【技术实现步骤摘要】
一种用于胺类臭气净化的催化剂及其制备方法和应用
本专利技术属于气体净化领域，具体为一种用于胺类臭气净化的催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
含氮挥发性有机物(主要为胺类气体)作为臭气的主要成分之一，广泛存在于垃圾填埋气、生物发酵、食品、污水处理、皮革化工等领域的各类废气中。由于其易挥发和刺激性气味强，十分容易对环境造成污染。国家及地方对胺类气体的排放标准都做了明确规定。目前处理胺类臭气的方法包括吸附法、化学氧化法、生物法、等离子体法、燃烧法及催化燃烧法等。吸附法主要采用活性炭、活性白土等作为吸附剂，脱除效率高，但存在吸附容量小、易造成二次污染，需要更换吸附剂和固废处理等缺点；化学氧化法脱除效率高，但需要使用高锰酸钾等强氧化剂，能效低，易产生二次污染；生物法工艺简单、运行费用低、二次污染小，但对场地、操作条件要求较为苛刻，停留时间要求长，设备体积大、净化速度慢；等离子体法工艺简单，维护方便、能耗低，比传统方法更经济有效，但处理量较小，对电源的要求高，易产生氮氧化物(NOx)和臭氧(O3)等二次污染；传统热力燃烧法由于燃烧温度高，易产生NOx，造成二次污染。催化燃烧技术具有处理效率高，燃烧温度低，抑制氮元素过度氧化生成NOx等优点，潜力巨大。专利CN105107503A公开了一种用于胺类废气燃烧的负载型催化剂，采用球形氧化铝负载硫酸铜，经干燥煅烧后制得，能高效去除二甲胺，三甲胺。但是该催化剂反应温度较高，反应过程中可能会产生NOx，造成二次污染。因此，研发起燃温度低，活性高，能催化胺类有机物高选择性生成N2、CO2和H2O的高性能胺类选择性催化燃烧催化剂，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于胺类臭气净化的催化剂，用于催化燃烧脱除胺类有机物；该催化剂起燃温度低，活性高，能催化胺类有机物高选择性生成N2、CO2和H2O，显著抑制NOx产生，避免二次污染。本专利技术提供了一种用于胺类臭气净化的催化剂的制备方法。本专利技术还提供了一种用于胺类臭气净化的催化剂的应用。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供了一种用于胺类臭气净化的催化剂，包括催化剂载体、活性组分和助剂，催化剂的总质量百分含量之和为100％；活性组分为Pd、Pt、Au、Ru中任意一种或多种，活性组分的含量以金属单质计，占催化剂的0.01～5wt％；助剂为Ti、V、W、Mn、Fe、Ce的二元或多元复合氧化物，助剂的含量以氧化物计，占催化剂的1～40wt％；剩余的组分为催化剂载体，催化剂载体为Al2O3。优选地，活性组分的前驱体为活性组分的硝酸盐、氯化物或醋酸盐。优选地，助剂中，V的前驱体为偏钒酸铵，Ti的前驱体为粒径25～50nm的纳米氧化钛粉末、硫酸氧钛或钛酸正丁酯，W的前驱体为偏钨酸铵，Mn的前驱体为硝酸锰或碳酸锰，Fe的前驱体为硝酸铁或柠檬酸铁铵，Ce的前驱体为硝酸铈或碳酸铈。优选地，Al2O3的前驱体选自活性氧化铝、拟薄水铝石、硝酸铝中的任意一种。本专利技术还提供了一种用于胺类臭气净化的催化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤1：采用混捏法、并流共沉淀法或溶胶凝胶法中的一种方法将助剂负载于催化剂载体后，于110～120℃干燥4～12h，300～600℃煅烧3～5h，得到改性载体；步骤2：采用浸渍法将活性组分负载于步骤1所得改性载体上，于110～120℃干燥4～12h后，再于300～600℃煅烧3～5h，得到催化剂。进一步地，步骤1中，采用混捏法将助剂负载于催化剂载体的过程中加入了成型助剂，该方法包括以下步骤：选取助剂V、W、Mn、Fe、Ce的前驱体中的一种或多种配置成助剂溶液；取纳米氧化钛粉末或碳酸锰中的一种、拟薄水铝石、成型助剂混合均匀后加入助剂溶液中，混合均匀，捏合挤条成型；成型助剂选自田菁粉、凹凸棒土、羊甘土、高岭土中的任意一种，加入量为催化剂的1～3wt％。进一步地，步骤1中，采用并流共沉淀法将助剂负载于催化剂载体，包括以下步骤：选取助剂Ti、V、W、Mn、Fe、Ce的前驱体中的任意二种或多种，和硝酸铝配置成混合水溶液；配置碳酸钠、碳酸钾或氨水溶液，作为沉淀剂溶液；采用并流方式同时滴加混合水溶液和沉淀剂溶液于盛有水的容器中，生成沉淀，过程中保持搅拌，控制pH＝9～10，成化4～18h；所得沉淀用去离子水洗涤3～5次，抽滤。进一步地，步骤1中，采用溶胶凝胶法将助剂负载于催化剂载体，包括以下步骤：取柠檬酸或草酸中的一种、助剂V、W、Mn、Fe、Ce的前驱体中的一种或多种、硝酸铝加入到质量比为1：1水乙醇溶剂中，制得混合溶液A，将钛酸四丁酯溶于无水乙醇得到混合溶液B，将混合溶液A缓慢滴入混合溶液B中，室温下不停搅拌，然后在60～90℃的水浴中蒸发溶液，形成凝胶。进一步地，步骤2中浸渍法包括以下步骤：选取活性组分Pd、Pt、Au、Ru的前驱体中的一种或多种，配置成混合水溶液或醇溶液，得活性组分前驱体溶液；采用等体积浸渍法，将步骤1所得改性载体在活性组分前驱体溶液中浸渍8～12h，将活性组分负载于步骤1所得改性载体上。本专利技术提供了胺类臭气净化催化剂的应用，其特征在于：采用固定床反应器，空速为1000～20000h-1，反应温度为150～350℃，胺类臭气中甲胺含量为100～10000mg/Nm3，胺类臭气中氨气浓度为100～10000mg/Nm3。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：采用本专利技术催化剂，能够有效脱除胺类有机物，催化胺类有机物高选择性生成N2、CO2和H2O，显著抑制NOx产生，避免二次污染。本专利技术起燃温度低，活性高，制备方法简单。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术的上述
技术实现思路
作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于下述实施例。实施例中原料均来源于市售。实施例1-7为催化剂载体制备。实施例1：称取偏钒酸铵1.28g加水60mL配置成助剂溶液。称取拟薄水铝石138g，氧化钛粉末9g，田菁粉2g混合均匀后，加入助剂溶液中，混合均匀，捏合挤条成型，经110～120℃干燥8h，300℃煅烧4h，制得V、Ti氧化物总含量10％的VTiOx/Al2O3载体。实施例2：称取偏钒酸铵1.28g，偏钨酸铵12g加水60mL配置成助剂溶液。称取拟薄水铝石92g，氧化钛粉末29g，田菁粉2g混合均匀后，加入助剂溶液中，混合均匀，捏合挤条成型，经110～120℃干燥8h，500℃煅烧4h，制得V、W、Ti氧化物总含量40％的VWTiOx/Al2O3载体。实施例3：称取硝酸铈25.2g加水60mL配置成助剂溶液。称取拟薄水铝石107g，碳酸锰29.1g，田菁粉2g混合均匀后，加入助剂溶液中，混合均匀，捏合挤条成型，经110～120℃干燥8h，500℃煅烧4h，制得Mn、Ce氧化物总含量30％的MnCeOx/Al2O3载体。实施例4：称取硝酸铈12.6g，硝酸锰45.3g加水40mL配置成助剂溶液。称取拟薄水铝石107g，氧化钛粉末15g，田菁粉2g混合均匀后，加入助剂溶液中，混合均匀，捏合挤条成型，经110～120℃干燥8h，500℃煅烧4h，制得Mn、Ce氧化物总含量30％的MnCeTiOx/Al2O3载体。实施例5：称取硝酸铁10.1g加水60mL配置成助剂溶液。称取拟薄水铝石122g，氧化钛粉末1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于胺类臭气净化的催化剂，其特征在于：所述催化剂包括催化剂载体、活性组分和助剂，所述催化剂的总质量百分含量之和为100％；所述活性组分为Pd、Pt、Au、Ru中任意一种或多种，其含量以金属单质计，占所述催化剂的0.01～5wt％；所述助剂为Ti、V、W、Mn、Fe、Ce的二元或多元复合氧化物，其含量以氧化物计，占所述催化剂的1～40wt％；剩余的组分为所述催化剂载体，所述催化剂载体为Al

【技术特征摘要】
1.一种用于胺类臭气净化的催化剂，其特征在于：所述催化剂包括催化剂载体、活性组分和助剂，所述催化剂的总质量百分含量之和为100％；所述活性组分为Pd、Pt、Au、Ru中任意一种或多种，其含量以金属单质计，占所述催化剂的0.01～5wt％；所述助剂为Ti、V、W、Mn、Fe、Ce的二元或多元复合氧化物，其含量以氧化物计，占所述催化剂的1～40wt％；剩余的组分为所述催化剂载体，所述催化剂载体为Al2O3。2.根据权利要求1所述的一种用于胺类臭气净化的催化剂，其特征在于：所述活性组分的前驱体为所述活性组分的硝酸盐、氯化物或醋酸盐。3.根据权利要求1所述的一种用于胺类臭气净化的催化剂，其特征在于：所述助剂中，所述V的前驱体为偏钒酸铵，所述Ti的前驱体为粒径25～50nm的纳米氧化钛粉末、硫酸氧钛或钛酸正丁酯，所述W的前驱体为偏钨酸铵，所述Mn的前驱体为硝酸锰或碳酸锰，所述Fe的前驱体为硝酸铁或柠檬酸铁铵，所述Ce的前驱体为硝酸铈或碳酸铈。4.根据权利要求1所述的一种用于胺类臭气净化的催化剂，其特征在于：所述Al2O3的前驱体选自活性氧化铝、拟薄水铝石、硝酸铝中的任意一种。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种用于胺类臭气净化的催化剂的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1：采用混捏法、并流共沉淀法或溶胶凝胶法中的一种方法将所述助剂负载于所述催化剂载体后，于110～120℃干燥4～12h，300～600℃煅烧3～5h，得到改性载体；步骤2：采用浸渍法将所述活性组分负载于步骤1所得改性载体上，于110～120℃干燥4～12h后，再于300～600℃煅烧3～5h，得到所述催化剂。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，采用所述混捏法将所述助剂负载于所述催化剂载体的过程中加入了成型助剂，该方法包括以下步骤：选取所述助剂V、W、Mn、Fe、Ce的前驱体中的一种或多种配置成助剂溶液；取所...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳李科，陈耀壮，李洁，王磊，乔莎，张云贤，雷菊梅，赵英，
申请(专利权)人：西南化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51