一种催化氧化处理甲醇的低温型催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种催化氧化甲醇的低温型催化剂及其制备方法。本发明专利技术的低温型催化剂，包括载体及涂覆在载体上的涂层，所述涂层的涂覆量为60‑180 g/L，涂层中含有贵金属Pt，贵金属Pt的负载量为0.1～3.0 g/L，涂层中还包含钨‑铝复合氧化物W‑Al

【技术实现步骤摘要】
一种催化氧化处理甲醇的低温型催化剂及其制备方法
本专利技术属于催化剂制备
，具体涉及一种催化氧化处理甲醇的低温型催化剂及其制备方法。
技术介绍
随着我国供暖设施的日益完善和机动车产业的快速发展，我国大气污染的类型已经从煤烟型污染转向煤烟和机动车尾气混合型污染，而在绝大部分大型城市中，机动车尾气污染已经成为空气污染的主要源头。甲醇燃料是目前唯一能够用煤及天然气作为原料来生产的经济液体燃料，并且其生产工艺成熟、储存使用方便。研究还表明，使用甲醇燃料的汽车排放出来的PM2.5较汽油燃料的汽车排放出的PM2.5要低50％左右。因此，推广甲醇燃料成为减少机动车尾气排放和减轻雾霾天气的现实选择。需要注意的是，甲醇燃料汽车的排气中会含有未燃烧掉的甲醇、甲醛等有害的气体排放物，但同时甲醇内燃机排气温度更低、水汽含量更高，这些都对甲醇燃料车尾气排放的催化剂提出了更高的性能要求。催化氧化技术是甲醇氧化催化剂的核心，直接决定了对污染物去除效率的高低。与其他催化剂相比，传统的铂(Pt)、钯(Pd)贵金属催化剂具有优良的活性，更好的选择性以及更长的使用寿命，同时贵金属负载量也相对更低，但依然存在着分布不均匀、低温活性差、耐水性能差、价格高等问题。因此，通过改进贵金属负载工艺、筛选涂层基底材料、添加疏水材料等手段，来提高贵金属催化剂的低温起燃活性、耐水性能、优化催化剂贵金属用量，以实现催化效果与经济性的统一，是目前甲醇燃料车尾气处理的关键问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种催化氧化处理甲醇的低温型催化剂及其制备方法。本专利技术催化剂的制备方法简单，步骤易于操作，尤其适用于工业化大规模生产，制备得到的催化剂的低温活性突出、耐水性能优异。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种催化氧化处理甲醇的低温型催化剂，包括载体及涂覆在载体上的涂层，所述涂层的涂覆量为60-180g/L，涂层中含有贵金属Pt，贵金属Pt的负载量为0.1～3.0g/L，涂层中还包含钨-铝复合氧化物W-Al2O3和氮化硼BN。所述涂层中W-Al2O3与BN的质量比为1:1～9:1。所述W-Al2O3中W与Al2O3的质量比1:9～1:49。所述载体为堇青石蜂窝陶瓷载体或铁铬铝金属蜂窝载体。所述催化氧化处理甲醇的低温型催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)等体积浸渍法制备W-Al2O3：称取钨酸铵和活性氧化铝粉体，并根据氧化铝的饱和吸附量配制钨酸铵水溶液，将配制的钨酸铵水溶液滴加至氧化铝中并持续搅拌3～10h，然后静置陈化8～24h，并于100～160℃条件下烘干，最后在400～600℃条件下焙烧2～4h后得到W-Al2O3复合粉末；(2)涂层浆液的制备：将所需量的W-Al2O3复合粉末和BN粉体加入去离子水中搅拌形成浆液，然后采用球磨工艺处理浆液，控制浆液的颗粒D90为8～20μm，得到涂层浆液；(3)贵金属的负载：计算贵金属Pt所需的量并称量，其中贵金属Pt的负载量为0.1～3.0g/L，向称量好的贵金属Pt的前驱体溶液中加入竞争吸附剂，并搅拌均匀，其后加入到步骤(2)的涂层浆液中，搅拌2h以上至浆液均匀；(4)载体涂覆：将载体浸渍在步骤(3)制备得到的浆液中，浸泡1～5min后取出，将载体内部的通道吹通，吹扫时间为0.5～3min，然后将载体在100～150℃条件下干燥5～12h，最后将载体在400～550℃条件下焙烧1～3h，得到成品催化剂。进一步地，步骤(2)中所述涂层浆液中W-Al2O3和BN的总质量与去离子水的质量比为2:7～2:3。进一步地，步骤(3)中所述竞争吸附剂为多元羧酸的一种或多种组合。进一步地，步骤(3)中所述竞争吸附剂为酒石酸、草酸和苹果酸中的一种或多种的组合。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术采用具有多孔结构、大比表面积的W-Al2O3作为基底涂层，起到了均匀负载贵金属的作用，钨元素的添加可进一步增加氧化铝的路易斯酸位点，进而有效提升催化剂涂层性能；多元羧酸作为贵金属竞争吸附剂，可以一定程度改变贵金属Pt基底涂层表面及内部的吸附状态，实现贵金属均匀负载、分布可控；疏水材料BN的添加能够显著增强涂层的耐水性能，同时BN与Pt之间较弱的键合作用，能够为催化剂表面提供更多的活性氧，有利于催化剂的低温活性提升。本专利技术的制备方法简单，步骤易于操作，尤其适用于工业化大规模生产，制备得到的催化剂的低温催化氧化甲醇活性突出、耐水性能优异。具体实施方式下面将结合具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。实施例1一种催化氧化处理甲醇的低温型催化剂，包括载体及涂覆在载体上的涂层，催化剂载体为堇青石蜂窝陶瓷，体积为2.25L，孔密度为200目/平方英尺，涂层中负载有贵金属Pt，还含有W-Al2O3和BN，涂层总涂覆量为100g/L，贵金属Pt的负载量为1.0g/L。制备方法包括如下步骤：(1)等体积浸渍法制备W-Al2O3：称取900g的Al2O3粉体和139g钨酸铵，并根据Al2O3的饱和吸附量配制钨酸铵水溶液，将配制的钨酸铵溶液滴加至Al2O3中并持续搅拌5h，然后静置、陈化12h，之后在120℃下烘干12h，马弗炉550℃焙烧2h后得到W-Al2O3，其中W与Al2O3的质量比为1:9；(2)涂层浆液的制备：称取去离子水1200g，依次加入W-Al2O3570g，BN190g，搅拌均匀形成涂层浆液，球磨浆液至浆液颗粒度D90为15μm，所得浆液持续进行搅拌，得到涂层浆料，其中W-Al2O3与BN的质量比为3:1；(3)贵金属的负载：称取含有8.0g纯Pt的硝酸铂溶液，将24g酒石酸加入硝酸铂溶液中并搅拌1h，再将上述溶液滴加至涂层浆料中，搅拌2h后，再加入铝溶胶400g(固化物含量为10％)，持续搅拌2h以上；(4)载体上浆液的涂覆：将载体在步骤(3)的浆料中浸泡2min后取出，然后用压缩空气将载体表面和孔道内部多余的浆液吹除，吹扫时间为2min，然后置于烘箱中120℃下干燥8h，马弗炉中550℃焙烧2h，即得到催化剂A。实施例2一种催化氧化处理甲醇的低温型催化剂，包括载体及涂覆在载体上的涂层，催化剂载体为堇青石蜂窝陶瓷，体积为2.25L，孔密度为200目/平方英尺；涂层中负载有贵金属Pt，还含有W-Al2O3和BN，涂层总涂覆量为100g/L，贵金属Pt的负载量为1.0g/L。制备方法包括如下步骤：(1)等体积浸渍法制备W-Al2O3：称取980g的Al2O3粉体和27.8g钨酸铵，并根据Al2O3的饱和吸附量配制钨酸铵水溶液，将配制的钨酸铵溶液滴加至Al2O3中并持续搅拌5h，然后静置、陈化12h，之后在120℃下烘干12h，马弗炉550℃焙烧2h后得到W-Al2O3，其中W与Al2O3的质量比为1:49；(2)涂层浆液的制备：称取去离子水1200g，依次加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化氧化处理甲醇的低温型催化剂，包括载体及涂覆在载体上的涂层，其特征在于，所述涂层的涂覆量为60-180 g/L，涂层中含有贵金属Pt，贵金属Pt的负载量为0.1～3.0 g/L，涂层中还包含钨-铝复合氧化物W-Al

【技术特征摘要】
1.一种催化氧化处理甲醇的低温型催化剂，包括载体及涂覆在载体上的涂层，其特征在于，所述涂层的涂覆量为60-180g/L，涂层中含有贵金属Pt，贵金属Pt的负载量为0.1～3.0g/L，涂层中还包含钨-铝复合氧化物W-Al2O3和氮化硼BN。


2.根据权利要求1所述的催化氧化处理甲醇的低温型催化剂，其特征在于，所述涂层中W-Al2O3与BN的质量比为1:1～9:1。


3.根据权利要求1所述的催化氧化处理甲醇的低温型催化剂，其特征在于，所述W-Al2O3中W与Al2O3的质量比1:9～1:49。


4.根据权利要求1所述的催化氧化处理甲醇的低温型催化剂，其特征在于，所述载体为堇青石蜂窝陶瓷载体或铁铬铝金属蜂窝载体。


5.权利要求1所述催化氧化处理甲醇的低温型催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）等体积浸渍法制备W-Al2O3：称取钨酸铵和活性氧化铝粉体，并根据氧化铝的饱和吸附量配制钨酸铵水溶液，将配制的钨酸铵水溶液滴加至氧化铝中并持续搅拌3～10h，然后静置陈化8～24h，并于100～160℃条件下烘干，最后在400～600℃条件下焙烧2～4h后得到W-Al2O3复合粉末；
（2）涂层浆液的制备：将所需量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张元，王刚，王秀庭，柯峰，浦琦伟，李晨鼎，王平立，岳军，贾莉伟，
申请(专利权)人：无锡威孚环保催化剂有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32