用于丙烷废气催化燃烧的分子筛基整体式催化剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了用于丙烷废气催化燃烧的PdxPty/ZSM‑5/Cordierite整体式催化剂及其制备方法。本发明专利技术采用真空抽提‑一次涂覆法将ZSM‑5分子筛以及活性组分（Pd和Pt）负载到堇青石蜂窝陶瓷载体表面，制备出PdxPty/ZSM‑5/Cordierite整体式催化剂。真空抽提‑一次涂覆法制备工艺简单，生产周期短，能耗低，涂层上载量高，与载体结合牢固，涂层脱落率低，制备的整体式催化剂对于丙烷废气的催化燃烧具有较好的催化性能和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
用于丙烷废气催化燃烧的分子筛基整体式催化剂及制备方法
本专利技术涉及用于丙烷废气催化燃烧的PdxPty/ZSM-5/Cordierite整体式催化剂及其制备方法，具体地说，采用真空抽提-一次涂覆法将ZSM-5分子筛以及活性组分（Pd和Pt）负载到堇青石蜂窝陶瓷载体表面，制备出具有较好的催化性能和稳定性的PdxPty/ZSM-5/Cordierite整体式催化剂。
技术介绍
挥发性有机化合物（VOCs）是主要的大气污染物之一，它的来源广泛，成分复杂，严重威胁着人类健康和生态安全。低碳烷烃是最为普遍的VOCs污染物之一，会导致温室效应并且在阳光下会与NO发生反应产生光化学烟雾，对人体健康产生极大的危害。丙烷是一类常见的低碳烷烃，是天然气处理、原油精炼过程中的副产物，以及LPG汽车尾气的主要成分之一，同时，在丙烷脱氢生产丙烯、丙烯酸和聚烯烃等生产过程中都会产生大量的丙烷废气。与芳香烃类和含氧类VOCs相比，丙烷等低碳烷烃催化燃烧的难度更大，起燃温度显著升高。开发用于丙烷等低碳烷烃催化燃烧的高活性（低起燃温度）和高稳定性的催化剂，已成为VOCs催化燃烧领域的研发热点之一。催化燃烧是工业上用于净化VOCs废气的最有效方法之一。与颗粒状催化剂相比，整体式催化剂具有床层压降小，传质效率高，机械强度高，反应器放大效应小且催化剂装卸简便等优点。堇青石蜂窝陶瓷具有价格便宜、耐高温、机械强度高、抗冲击性能好等优点，被广泛用于各种高温催化剂的载体，但由于堇青石蜂窝陶瓷的比表面积很小（<1m2/g），通常需要在堇青石蜂窝陶瓷表面负载活性涂层来增大其比表面积，高度分散活性组分。中国专利技术专利CN106824217A公开了一种蜂窝状整体式催化剂及其制备方法，该催化剂是以蜂窝陶瓷为载体和负载于蜂窝陶瓷载体上的铜锰铈复合氧化物为活性组分制成。该整体式催化剂制备方法包含以下步骤：（1）蜂窝陶瓷载体预处理；（2）催化剂的配制；（3）催化剂的浸渍和干燥（此步骤需要重复3-5次，直至涂覆量达到要求）；（4）整体式催化剂的焙烧。中国专利技术专利CN106040259A公开了一种用于VOCs催化燃烧的催化剂及制备方法，该催化剂是以蜂窝陶瓷基体为骨架，以占蜂窝陶瓷基体质量10%-15%的氧化铝为涂层、以占蜂窝陶瓷基体质量分别为0.05%-0.2%和1%-5%的Pt、Cu作为活性组分。该催化剂的制备方法为：（1）蜂窝陶瓷基体预处理；（2）铝溶胶的涂覆；（3）Cu活性组分的负载；（4）Pt活性组分的负载。在上述现有的专利技术中，蜂窝陶瓷载体经过酸处理后机械强度变差，且都需要通过多次浸渍、干燥、焙烧来负载活性组分，制备工艺繁琐，生产周期长，降低了生产效率，不利于大规模工业化生产。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于，提供一种以堇青石蜂窝陶瓷为载体，以ZSM-5分子筛为涂层，以Pd和Pt为活性组分，对于丙烷废气催化燃烧具有较好的催化性能和稳定性的PdxPty/ZSM-5/Cordierite整体式催化剂。本专利技术的目的之二在于，提供一种适用于整体式催化剂制备的真空抽提-一次涂覆法，该制备方法工艺简单，生产周期短，能耗低，涂层上载量高，与载体结合牢固，便于大规模工业化生产。本专利技术采用真空抽提-一次涂覆法将ZSM-5分子筛以及活性组分（Pd和Pt）负载到堇青石蜂窝陶瓷载体表面，制备出PdxPty/ZSM-5/Cordierite整体式催化剂，ZSM-5分子筛涂层的上载量为100~200g/L，活性组分（Pd和Pt）的负载量为1.0~1.5g/L。本专利技术所述的PdxPty/ZSM-5/Cordierite整体式催化剂的制备方法为真空抽提-一次涂覆法，具体包括如下步骤：1.将ZSM-5分子筛、铝溶胶、硝酸钯、硝酸铂和去离子水混合，在球磨机中球磨处理1~3小时后制成分子筛基浆料；2.在特制的真空抽提装置上，将上述分子筛基浆料一次涂覆到堇青石蜂窝陶瓷载体表面，然后依次在40~80℃的真空烘箱中干燥3~5小时，在450~650℃下焙烧3~5小时后，制备出PdxPty/ZSM-5/Cordierite整体式催化剂。本专利技术所述的丙烷废气催化燃烧的工艺条件为：丙烷浓度为500~3000ppm，反应温度为200~700℃，空速为10000~50000h-1。本专利技术所述的PdxPty/ZSM-5/Cordierite整体式催化剂的显著优点之一是，采用大比表面积ZSM-5分子筛作为活性涂层，增强了整体式催化剂对于丙烷的吸附浓缩能力，同时采用高活性的Pd和Pt作为活性组分，进一步提高了整体式催化剂对于丙烷废气催化燃烧的催化性能。本专利技术所述的PdxPty/ZSM-5/Cordierite整体式催化剂的显著优点之二是，采用真空抽提-一次涂覆法制备整体式催化剂，该制备方法工艺简单，生产周期短，能耗低，涂层上载量高，与载体结合牢固，便于大规模工业化生产，而且活性组分（Pd和Pt）在分子筛涂层中高度均匀分散，提高了整体式催化剂对于丙烷废气催化燃烧的催化性能和稳定性，从而降低了整体式催化剂的生产成本。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于丙烷废气催化燃烧的PdxPty/ZSM‑5/Cordierite整体式催化剂，其特征在于，用真空抽提‑一次涂覆法将ZSM‑5分子筛以及活性组分（Pd和Pt）负载到堇青石蜂窝陶瓷载体表面，ZSM‑5分子筛涂层的上载量为100~200 g/L，活性组分（Pd和Pt）的负载量为1.0~1.5 g/L。

【技术特征摘要】
1.用于丙烷废气催化燃烧的PdxPty/ZSM-5/Cordierite整体式催化剂，其特征在于，用真空抽提-一次涂覆法将ZSM-5分子筛以及活性组分（Pd和Pt）负载到堇青石蜂窝陶瓷载体表面，ZSM-5分子筛涂层的上载量为100~200g/L，活性组分（Pd和Pt）的负载量为1.0~1.5g/L。2.制备权利要求1所述的用于丙烷废气催化燃烧的PdxPty/ZSM-5/Cordierite整体式催化剂的方法，其特征在于，该制备方法为真空抽提-一次涂覆法，具体包括如下步骤：将ZSM-5分子筛、铝溶胶、硝酸钯、硝酸铂和去离子水...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭杨龙，唐铨，詹望成，郭耘，王丽，王筠松，王天乐，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31