一种蛋壳型催化剂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种蛋壳型催化剂的制备方法，通过将可溶性金属盐的水溶液加入到胶液中制得活性组分前驱体溶液，再将该前驱体溶液浸渍或喷洒于球形载体上，而后干燥、焙烧便可制得蛋壳型催化剂，本发明专利技术的方法不仅工艺简单、便于操作，并且由于前驱体溶液中粘性胶液的存在一方面可阻止金属活性组分向载体内部扩散，从而使得金属尽可能多的负载在载体壳层表面，进而提高活性组分的利用率，提高催化剂的催化效率，同时也可减少金属的使用量；另一方面，粘性胶液还可避免活性组分的团聚和烧结，促使活性组分高度分散于载体壳层表面，从而提高催化剂的催化活性。

Preparation method of eggshell type catalyst

The present invention provides a method for preparing an eggshell type catalyst, the solution soluble metal salt added to the adhesive prepared active component precursor solution, and then the precursor solution or sprayed on the spherical carrier, then drying and roasting to obtain the eggshell type catalyst, this method the invention has the advantages of simple process, convenient operation, and because the viscous glue in the precursor solution on the one hand can prevent metal active components spread to the carrier, which makes the metal as much as possible in the load carrier shell surface, and then improve the living utilization rate of the components, improve the catalytic efficiency, at the same time can reduce the usage amount of metal; on the other hand, viscous glue can also avoid the agglomeration and sintering of active components, the active component is highly dispersed on the surface of the carrier shell, so as to improve the. Catalytic activity of chemical agents.

【技术实现步骤摘要】
一种蛋壳型催化剂的制备方法
本专利技术属于催化剂
，具体涉及一种蛋壳型催化剂的制备方法。
技术介绍
电子工业、半导体材料、现代化工、冶金、仪表、宇航和原子能等工业的迅猛发展需要越来越多的高纯气体，如高纯氢气、氯气、氮气和二氧化碳等，这些气体的净化通常涉及脱氧过程。目前，高纯气体净化脱除杂质氧的方法主要采用变价氧化物吸收法、碳燃烧消耗法和加氢催化转化法。其中，变价氧化物吸收法常用的脱氧催化剂为氧化锰、氧化铜或氧化银等，但上述脱氧催化剂的脱氧量有限，一般每克脱氧剂仅能脱除5-10毫升氧气；碳燃烧消耗法常用的脱氧催化剂为钯碳，然而，一方面，上述脱氧催化剂为消耗型脱氧剂，一旦材料耗尽催化剂就会失效；另一方面，上述脱氧催化剂的脱氧量仍然有限，尽管每克脱氧剂能脱除1500毫升氧气，但仍然不适用气体量较大情况下的催化脱氧。加氢催化转化法是在脱氧催化剂的作用下，向混合在原料气中的杂质氧中加氢使之与杂质氧反应生成水而除去，从而达到提纯气体的效果，加氢催化转化法脱氧量大、脱氧度深、单位时间处理量大且在脱氧过程中并未消耗催化剂本身，适用于气体量较大的催化脱氧。因此，采用加氢催化转化法脱氧逐渐发展成为本领域的研究热点。加氢催化转化法的关键在于寻找一种催化活性高的脱氧催化剂。目前的加氢脱氧催化剂大多为以贵金属作为活性组分的负载型催化剂。例如，中国专利文献CN101491778A公开了一种薄壳形贵金属催化剂的制备方法，该制备方法是将含有γ-Al2O3、δ-Al2O3、η-Al2O3、θ-Al2O3、氧化硅/氧化铝、沸石、非沸石分子筛、氧化钛或氧化锆中的至少一种涂层多孔材料的浆液涂覆在选自α-Al2O3、θ-Al2O3、金属、SiC、堇青石、氧化锆、氧化钛、石英、尖晶石、莫来石或富铝红柱石中的至少一种惰性载体的内核上，先于50～250℃下干燥1～24小时，然后在700～1200℃焙烧0.5～10小时使涂层和载体内核有效结合，得到层状复合载体；再用含有贵金属、助催化剂组分的溶液浸渍层状复合载体，经干燥，焙烧，还原，制得薄壳形贵金属催化剂。上述催化剂中的活性组分更容易分散在催化剂的外表面，贵金属的浓度梯度更小，薄壳形催化剂厚度更薄、更均匀，呈现高分散的蛋壳状构造，单位活性组分有效利用率高，可以有效降低贵金属的用量，具有极高的脱氢脱氧性能。但上述技术中的催化剂在制备过程中，仍有少量的活性组分扩散进入层状复合载体的内部，众所周知，贵金属价格昂贵，在许多反应中，载体表层的贵金属活性组分表现出较好的催化活性，而载体内部的活性组分往往得不到很好的利用，尤其当反应物的内扩散速率小于反应本身速率时，载体内部的活性组分更是得不到利用；另一方面，上述催化剂载体的制备需将大比表面积的涂层材料与惰性材料的内壳经过干燥与焙烧进行有效的结合之后才能进行活性组分的负载，从而导致上述催化剂的制备方法较为繁琐，不利于其工业化生产。因此，如何对现有的蛋壳型贵金属催化剂的制备方法进行改进，使得贵金属活性组分高度分散在载体表面而不向催化剂载体内部扩散，进而提高活性组分的利用率和催化剂的催化效率，同时减少贵金属的使用量，降低催化剂成本，简化催化剂的制备方法使之更适用于工业化具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有的制备蛋壳型催化剂的方法不可避免地会有部分贵金属扩散进入载体内部而导致催化剂活性组分利用率低、催化剂催化效率低、贵金属使用量大且制备方法较繁琐的缺陷，进而提供一种简便的蛋壳型催化剂的制备方法，该方法制备得到的蛋壳型催化剂中的贵金属负载量高并能高度分散在载体表面。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为：一种蛋壳型催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)活性组分前驱体溶液的配制配制可溶性金属盐的水溶液，将所述水溶液加入到胶液中，得到活性组分前驱体溶液；(2)活性组分的负载采用所述活性组分前驱体溶液浸渍或喷洒球形载体，而后干燥、焙烧，即制得所述蛋壳型催化剂。其中，所述胶液为硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、田箐胶水溶液或羧甲基纤维素钠水溶液中的一种或多种。单位质量份的所述球形载体所需的所述活性组分前驱体溶液的体积份为0.1～10；所述质量份与所述体积份的关系为g/mL。步骤(2)中浸渍或喷洒的次数为3～5次，每次浸渍或喷洒所需的时间为0.5～1.5h。所述活性组分以金属计为铂、钯、钌和/或铑。所述球形载体为α-Al2O3、δ-Al2O3、θ-Al2O3或α-SiO2中的一种或多种。所述胶液的黏度为0.2～1.6Pa·s。所述胶液是由质量比为SiO2：Al2O3：TiO2：田箐胶：羧甲基纤维素钠：水＝(0.1～10)：(0.1～10)：(0.1～10)：(0.1～1)：(0.1～1)：100的比例混合而成。所述水溶液中可溶性金属盐的质量百分含量为3～20％。所述水溶液与所述胶液的质量之比为1：(2～20)。干燥温度为50～120℃，时间为2～3h；焙烧温度为300～500℃，时间为2～4h。与现有技术相比，本专利技术的上述技术方案具有如下优点：(1)本专利技术所述的蛋壳型催化剂的制备方法，通过将可溶性金属盐的水溶液加入到胶液中制得活性组分前驱体溶液，再将该前驱体溶液浸渍或喷洒于球形载体上，而后干燥、焙烧便可制得蛋壳型催化剂，本专利技术的方法不仅工艺简单、便于操作，并且由于前驱体溶液中粘性胶液的存在一方面可阻止金属活性组分向载体内部扩散，从而使得金属尽可能多的负载在载体壳层表面，进而提高活性组分的利用率，提高催化剂的催化效率，同时也可减少金属的使用量，降低催化剂成本；另一方面，粘性胶液还可避免活性组分的团聚和烧结，促使活性组分高度分散于载体壳层表面，从而提高催化剂的催化活性，同时也能延长催化剂的使用寿命。(2)本专利技术所述的蛋壳型催化剂的制备方法，采用球形α-Al2O3、δ-Al2O3、θ-Al2O3或α-SiO2作为催化剂载体，这几种晶相的球形载体在脱氧催化剂的焙烧过程中能够保持其结构的稳定性，不会导致活性组分的脱落，由此不会降低贵金属活性组分的含量。(3)本专利技术所述的蛋壳型催化剂的制备方法，通过分多次浸渍或喷洒载体，由此可控制载体外部壳层的厚度及活性组分的负载量，以获得所需的活性的蛋壳型催化剂。(4)本专利技术所述的蛋壳型催化剂的制备方法，通过限定胶液的黏度，以更有力地确保在球形载体外部形成壳层，更好地阻止金属活性组分的团聚、烧结及向载体内部的扩散。具体实施方式下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。实施例1本实施例提供的蛋壳型催化剂的制备方法包括如下步骤：配制质量百分含量为10％的硝酸钯水溶液，然后将上述硝酸钯水溶液加入到胶液中，所述硝酸钯水溶液与所述胶液的质量比为1：9，混合均匀，即得金属活性组分前驱体溶液；所述胶液是由质量比为SiO2：Al2O3：TiO2：田箐胶：羧甲基纤维素钠：水＝10：0.1：10：0.1：0.1：100的比例混合均匀后制备得到；采用所述金属活性组分前驱体溶液浸渍α-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蛋壳型催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)活性组分前驱体溶液的配制配制可溶性金属盐的水溶液，将所述水溶液加入到胶液中，得到活性组分前驱体溶液；(2)活性组分的负载采用所述活性组分前驱体溶液浸渍或喷洒球形载体，而后干燥、焙烧，即制得所述蛋壳型催化剂。其中，所述胶液为硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、田箐胶水溶液或羧甲基纤维素钠水溶液中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种蛋壳型催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)活性组分前驱体溶液的配制配制可溶性金属盐的水溶液，将所述水溶液加入到胶液中，得到活性组分前驱体溶液；(2)活性组分的负载采用所述活性组分前驱体溶液浸渍或喷洒球形载体，而后干燥、焙烧，即制得所述蛋壳型催化剂。其中，所述胶液为硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶、田箐胶水溶液或羧甲基纤维素钠水溶液中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的蛋壳型催化剂的制备方法，其特征在于，单位质量份的所述球形载体所需的所述活性组分前驱体溶液的体积份为0.1～10；所述质量份与所述体积份的关系为g/mL。3.根据权利要求1或2所述的蛋壳型催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中浸渍或喷洒的次数为3～5次，每次浸渍或喷洒所需的时间为0.5～1.5h。4.根据权利要求1-3任一项所述的蛋壳型催化剂的制备方法，其特征在于，所述活性组分以金属计为铂、钯、钌和/或铑。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新，王春艳，成峻青，
申请(专利权)人：北京三聚环保新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11