一种稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂及其制备方法与应用，涉及废气催化燃烧技术领域。本发明专利技术提供的稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂包括空白载体，依次涂覆在所述空白载体上的第一涂覆层和第二涂覆层；所述第一涂覆层包括基质、贵金属氧化物和铝氧化物；所述基质为铈锆复合氧化物和改性氧化铝的混合物，所述贵金属氧化物为铂氧化物和/或钯氧化物；所述第二涂覆层包括ZSM‑5分子筛、铈氧化物、锰氧化物、铜氧化物和铝氧化物。本发明专利技术提供的稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂采用不同基质分层涂覆，不同气体组分在不同基质上进行反应，更有效的保护第一涂覆层中贵金属的催化活性，提高了稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂的催化反应效率。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及废气催化燃烧
，尤其涉及一种稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
催化燃烧是一种典型的气固催化反应，其原理是活性氧参与深度氧化。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低反应的活化能，同时丰富催化剂表面的反应物分子，提高反应速率。在催化剂的作用下，有机废气可以在较低的点火温度下无火焰燃烧，并在氧化分解为CO2和H2O的过程中释放出大量热量。现有的VOCs催化剂价格便宜，但是不耐氯容易中毒。对于一些耐氯的VOCs催化剂价格昂贵，使用成本比较高，现针对稀土溶剂挥发废气我公司研发出一种稀土溶剂挥发废气专用催化剂，其成本低并具有一定的耐氯性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂及其制备方法与应用，本专利技术提供的稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂耐氯、催化效率高和成本低。本专利技术提供了一种稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂，包括空白载体，依次涂覆在所述空白载体上的第一涂覆层和第二涂覆层；所述第一涂覆层包括基质、贵金属氧化物和铝氧化物；所述基质为铈锆复合氧化物和改性氧化铝的混合物，所述贵金属氧化物为铂氧化物和/或钯氧化物；所述第二涂覆层包括ZSM-5分子筛、铈氧化物、锰氧化物、铜氧化物、铝氧化物。优选地，所述铜氧化物、锰氧化物和铈氧化物的摩尔比为1：(1～3)：(3～5)。优选地，所述铜氧化物、铈氧化物和锰氧化物的质量之和为ZSM-5分子筛质量的20～30％。优选地，第二涂覆层中，所述铝氧化物与ZSM-5分子筛的质量比为55：45。优选地，所述空白载体为菁青石蜂窝载体。优选地，所述铈锆复合氧化物和改性氧化铝的质量比为1：(0.5～2)。优选地，以贵金属单质计，所述贵金属氧化物与基质的质量比为1：(100～160)。优选地，第一涂覆层中，所述铝氧化物与基质的质量比为55：45。本专利技术还提供了上述技术方案所述稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂的制备方法，包括以下步骤：将水、基质、贵金属盐、醋酸和第一粘结剂混合，得到第一涂覆料浆；所述第一粘结剂为铝溶胶、铝胶和硅溶胶中的一种或几种；将水、ZSM-5分子筛、铈盐、锰盐、铜盐、醋酸和第二粘结剂混合，得到第二涂覆料浆；所述第二粘结剂为铝溶胶、铝胶和硅溶胶中的一种或几种；将所述第一涂覆料浆涂覆到空白载体上后，依次经阴干和烘干，得到预稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂；将所述第二涂覆料浆涂覆到预稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂上后，依次经阴干、烘干和焙烧，得到所述稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂。本专利技术还提供了上述技术方案所述的稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂或上述技术方案所述的制备方法制得的稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂在催化燃烧稀土溶剂萃取挥发废气的应用。本专利技术提供了一种稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂，包括空白载体，依次涂覆在所述空白载体上的第一涂覆层和第二涂覆层；所述第一涂覆层包括基质、贵金属氧化物和铝氧化物；所述基质为铈锆复合氧化物和改性氧化铝的混合物，所述贵金属氧化物为铂氧化物和/或钯氧化物；所述第二涂覆层包括ZSM-5分子筛、铈氧化物、锰氧化物、铜氧化物和铝氧化物。本专利技术提供的稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂采用不同基质分层涂覆，第二涂覆层上ZSM-5分子筛提供丰富的孔道结构，将废气组分中的水分及含氯气体优先吸附在其孔道中，避免了第一涂覆层中的贵金属氧化物氯中毒，延长了催化剂使用寿命。且稀土溶剂萃取挥发废气组分中的酯类、醚类、酮类等含氧烃优先在第二涂覆层ZSM-5孔道中在活性组分(铈氧化物、锰氧化物和铜氧化物)的催化下燃烧；而苯类烷烃类较难催化氧化的气体组分进一步在第一涂覆层进行催化燃烧，铈锆复合氧化物为高性能储氧材料，因其特殊性质，为在其孔道内的催化燃烧提供充足的氧气，贵金属氧化物为催化介质降低废气组分的燃烧反应活化能。本专利技术的催化剂能够使稀土溶剂萃取挥发废气中不同气体组分在不同基质上进行反应，提高了稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂的催化反应效率。实施例的数据表明：所得稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂与普通催化剂相比较而言：起燃温度低约20℃，完全催化燃烧温度低约15℃，说明本专利技术提供的稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂在温度较低时分层涂覆更高效地利用贵金属氧化物的催化活性。附图说明图1为本专利技术的催化剂催化燃烧活性评价装置。具体实施方式本专利技术提供了一种稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂，包括空白载体，依次涂覆在所述空白载体上的第一涂覆层和第二涂覆层；所述第一涂覆层包括基质、贵金属氧化物和铝氧化物；所述基质为铈锆复合氧化物和改性氧化铝的混合物，所述贵金属氧化物为铂氧化物和/或钯氧化物；所述第二涂覆层包括ZSM-5分子筛、铈氧化物、锰氧化物、铜氧化物和铝氧化物。本专利技术提供的稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂包括空白载体，所述空白载体优选为菁青石蜂窝载体；所述菁青石蜂窝载体的体积优选为100mm×100mm×50mm，重量优选为250～310g。本专利技术提供的稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂包括涂覆在所述空白载体上的第一涂覆层，所述第一涂覆层包括基质、贵金属氧化物和铝氧化物。在本专利技术中，所述基质为铈锆复合氧化物和改性氧化铝的混合物；所述混合物中，铈锆复合氧化物和改性氧化铝的质量比优选为1：(0.5～2)，进一步优选为1：1，所述铈锆复合氧化物中铈氧化物和锆氧化物质量比优选为40：50；所述改性氧化铝优选为醋酸镧改性的氧化铝，更优选为购自潍坊正轩稀土催化材料有限公司的3020型号的改性氧化铝。在本专利技术中，所述贵金属氧化物为铂氧化物和/或钯氧化物，当所述贵金属氧化物为铂氧化物和钯氧化物的混合物时，铂氧化物和钯氧化物的质量比优选为1：1。在本专利技术中，以贵金属单质计，所述贵金属氧化物与基质的质量比优选为1：(100～160)，进一步优选为1：120。在本专利技术中，所述铝氧化物与基质的质量比优选为55：45。在本专利技术中，所述第一包涂覆层的厚度优选为10～20μm。本专利技术采用铈锆复合氧化物和改性氧化铝为基质，以贵金属氧化物为活性物质，能够催化燃烧苯类烷烃类较难催化氧化的气体组分；且铈锆复合氧化物为高性能储氧材料，因其特殊性质，为在其孔道内的催化燃烧提供充足的氧气，贵金属氧化物为催化介质降低废气组分的燃烧反应活化能，进而提高催化效率。本专利技术提供的稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂包括涂覆在所述第一涂覆层上的第二涂覆层，所述第二涂覆层包括ZSM-5分子筛、铈氧化物、锰氧化物、铜氧化物和铝氧化物。在本专利技术中，所述铜氧化物、锰氧化物和铈氧化物的摩尔比优选为1：(1～3)：(3～5)，进一步优选为1：2：4。在本专利技术中，所述铜氧化物、铈氧化物和锰氧化物的质量之和优选为ZSM-5分子筛质量的20～30％，进一步优选为25％。在本专利技术中，所述铝氧化物与ZSM-5分子筛的质量比优选为55：45。在本专利技术中，所述第二涂覆层的厚度优选为10～20μ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂，其特征在于，包括空白载体，依次涂覆在所述空白载体上的第一涂覆层和第二涂覆层；所述第一涂覆层包括基质、贵金属氧化物和铝氧化物；所述基质为铈锆复合氧化物和改性氧化铝的混合物，所述贵金属氧化物为铂氧化物和/或钯氧化物；所述第二涂覆层包括ZSM-5分子筛、铈氧化物、锰氧化物、铜氧化物和铝氧化物。/n

【技术特征摘要】
1.一种稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂，其特征在于，包括空白载体，依次涂覆在所述空白载体上的第一涂覆层和第二涂覆层；所述第一涂覆层包括基质、贵金属氧化物和铝氧化物；所述基质为铈锆复合氧化物和改性氧化铝的混合物，所述贵金属氧化物为铂氧化物和/或钯氧化物；所述第二涂覆层包括ZSM-5分子筛、铈氧化物、锰氧化物、铜氧化物和铝氧化物。


2.根据权利要求1所述的稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂，其特征在于，所述铜氧化物、锰氧化物和铈氧化物的摩尔比为1：(1～3)：(3～5)。


3.根据权利要求1或2所述的稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂，其特征在于，所述铜氧化物、铈氧化物和锰氧化物的质量之和为ZSM-5分子筛质量的20～30％。


4.根据权利要求1所述的稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂，其特征在于，第二涂覆层中，所述铝氧化物与ZSM-5分子筛的质量比为55：45。


5.根据权利要求1所述的稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂，其特征在于，所述空白载体为菁青石蜂窝载体。


6.根据权利要求1所述的稀土溶剂萃取挥发废气专用催化剂，其特征在于，所述铈锆复合氧化物和改性氧化铝的质量比为1：(0.5～2)。

【专利技术属性】
技术研发人员：史娟华，崔振，俞小源，孙巧珍，邵明迪，陈璠，高杰，段成林，杨姗姗，
申请(专利权)人：潍坊正轩稀土催化材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37