负载型催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种负载型催化剂，其包括整体型陶瓷载体和负载于载体上的非贵金属氧化物，其中所述非贵金属氧化物选自钴锰复合氧化物、钴铜复合氧化物和钴锰铜复合氧化物中的一种或多种，单位体积的陶瓷载体负载的非贵金属氧化物的含量为35～200g/L。本发明专利技术还公开了该负载型催化剂的制备方法及其应用方法。本发明专利技术的负载型催化剂可在不含贵金属或稀土元素的情况下实现对有机废气特别是含溴的有机废气的高活性催化处理。的高活性催化处理。的高活性催化处理。

【技术实现步骤摘要】
负载型催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于催化剂领域，具体涉及一种负载型催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]挥发性有机化合物(VOCs)即有机废气通常具有挥发性大、容易逸散、且易燃易爆等特点，是一类严重危害人类健康、污染环境的大气污染物，主要来自石油化工、制药、印刷、喷漆、机动车、制鞋等行业。
[0003]VOCs主要包括烃类、BTX(苯、甲苯、二甲苯)、氯代甲烷、氯代乙烯，含杂原子衍生物(主要包括醛、酯、酸、硫、醇、胺等)，还包括甲醛、氯代苯等。VOCs不仅直接危害公众健康，影响动植物的生长和人类健康，对人的眼、鼻、呼吸道有强烈刺激作用，对心、肺、肝等内脏以及神经系统产生有害影响，甚至造成急性和慢性中毒，可致畸、致癌、致突变。多数VOCs进入大气能够破坏臭氧层，形成臭氧层的空洞，或者与臭氧发生光化学反应形成光化学烟雾等，此外VOCs还是PM2.5的前驱物，能够形成雾霾天气。因此，控制VOCs污染已经成为大气污染防治的一项重要工作。
[0004]传统的有机废气净化方法包括吸附法、冷凝法、膜分离法、光催化法和催化燃烧法等，在这些方法中，催化燃烧法具有节能、经济、高效和环境友好的特点，得到了广泛应用。催化燃烧法中使用到的催化剂常见的如贵金属催化剂、金属氧化物催化剂等，其中贵金属催化剂反应速率快、起燃温度低、对VOCs适用广泛，但其具有资源稀少、价格昂贵、处理含硫和含氯VOCs时易中毒等缺陷。另一类常见的催化剂为分子筛型催化剂，其通常具有较高的比表面积及较好的活性，但同时具有价格较昂贵和不易成型等缺点，限制了其应用。另一类较新的催化剂为金属复合氧化物类催化剂，其通常具有稳定性高、催化燃烧活性较强的优势，但现有技术中公开的该类金属复合氧化物类催化剂中通常仍然含有贵金属元素或含有稀土元素，使其成本仍然较高、原料获取难度较大，同时单独使用时催化效率低，而负载使用时的固定性不佳。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的在于提出一种可用于有机废气处理的金属复合氧化物负载型催化剂，该催化剂可在不含有贵金属元素和/或稀土元素的情况下拥有较高的催化活性。
[0006]本专利技术的目的还在于提出一种可用于有机废气处理的、原料成本低、低温下催化效率高、抗毒性好、活性组分固定性高的负载型催化剂。
[0007]本专利技术的目的还在于提出可在较低温度下对含卤素有机废气、特别是同时含有醋酸甲酯、对二甲苯及二溴甲烷等有机挥发份的废气进行高效催化处理的负载型催化剂。
[0008]本专利技术的目的还在于提出上述负载型催化剂的制备方法，所述制备方法过程简单，得到的产品质量优异、稳定性好。
[0009]本专利技术的目的还在于提出上述负载型催化剂的应用方法，使其功效得到充分的发
挥。
[0010]本专利技术首先提供了如下的技术方案：
[0011]一种负载型催化剂，其包括整体型陶瓷载体和负载于载体上的非贵金属氧化物，其中所述非贵金属氧化物选自钴锰复合氧化物、钴铜复合氧化物和钴锰铜复合氧化物中的一种或多种，单位体积的陶瓷载体负载的非贵金属氧化物的含量为35～200g/L。
[0012]上述方案中所述整体型载体是指的具有多通道平行排列的一体化载体。
[0013]上述方案中所述钴锰复合氧化物是指的同时含有钴元素、锰元素及氧元素的化合物，类似的，所述钴铜复合氧化物是指的同时含有钴元素、铜元素及氧元素的化合物，所述钴锰铜复合氧化物是指的同时含有钴元素、锰元素、铜元素及氧元素的化合物。
[0014]优选的，单位体积的陶瓷载体负载的非贵金属氧化物的含量为65～150g/L。
[0015]上述方案中，载体的负载含量c可通过如下的计算式得到：
[0016][0017]在本专利技术的一些具体实施方式中，所述钴锰复合氧化物中钴元素与锰元素的物质的量的比为(2～20):1。
[0018]在本专利技术的一些具体实施方式中，所述钴铜复合氧化物中钴元素与铜元素的物质的量的比为(5～20):1。
[0019]在本专利技术的一些具体实施方式中，所述钴锰铜复合氧化物中钴元素、锰元素与铜元素的物质的量的比为(2～20):1:(0.1～4)。
[0020]优选的，所述钴锰复合氧化物中钴元素与锰元素的物质的量的比为(6～17):1。
[0021]优选的，所述钴铜复合氧化物中钴元素与铜元素的物质的量的比为(7～16):1
[0022]优选的，所述钴锰铜复合氧化物中钴元素、锰元素与铜元素的物质的量的比为(6～17):1:(0.375～2.43)。
[0023]在本专利技术的一些具体实施方式中，所述载体为涂覆有氧化铝涂层的蜂窝陶瓷。
[0024]优选的，所述氧化铝涂层占蜂窝陶瓷的5～20wt％，更优选的，所述氧化铝涂层占蜂窝陶瓷的7～15wt％。
[0025]在本专利技术的一些具体实施方式中，所述非贵金属氧化物的XRD衍射图案包括具有选自31.132
±
0.27、36.790
±
0.22、44.710
±
0.20、59.258
±
0.20、65.239
±
0.250的2θ的一个或多个特征峰。优选的，所述非贵金属氧化物的XRD衍射图案还包括具有选自19.009
±
0.32、38.514
±
0.30、55.487
±
0.31的2θ的一个或多个特征峰。
[0026]本专利技术进一步提出了上述负载型催化剂的制备方法，其包括：
[0027]将在非贵金属无机盐胶液中浸渍后的载体进行焙烧，得到所述负载型催化剂。
[0028]根据上述制备方法的一些实施方式，焙烧温度为350～650℃。对在非贵金属无机盐胶液中浸渍后的载体进行焙烧的时间可根据需要获得的非贵金属氧化物的特征参数进行调整，优选的，为2～15小时。
[0029]根据上述制备方法的一些实施方式，所述非贵金属无机盐选自钴与锰的无机盐，和/或钴与铜的无机盐，和/或钴、锰与铜的无机盐，所述非贵金属无机盐胶液中含钴元素1.5～5.0wt％。
[0030]根据上述制备方法的一些实施方式，所述非贵金属无机盐胶液中还含有尿素，优
选钴元素与尿素的质量比为(0.025～0.150):1。
[0031]本专利技术中所述胶液是指的不含溶剂的熔融物或包括溶质与溶剂的、且溶质可在溶剂中进行分散的、具有一定黏度的、完全溶解或不完全溶解的混合液体，其可以以例如溶液、悬浊液和乳液这样的形态中的任一种存在。
[0032]根据上述制备方法的一些实施方式，所述无机盐胶液是无机盐及尿素混合溶解于水后得到的溶液，优选的，其中钴元素的质量与尿素的质量比为(0.025～0.150):1。
[0033]在本专利技术的一些具体实施方式中，无机盐选自硝酸盐、醋酸盐和卤化物中的一种或多种。
[0034]在本专利技术的一些具体实施方式中，所述非贵金属无机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载型催化剂，包括整体型陶瓷载体和负载于载体上的非贵金属氧化物，其中所述非贵金属氧化物选自钴锰复合氧化物、钴铜复合氧化物和钴锰铜复合氧化物中的一种或多种，单位体积的陶瓷载体负载的非贵金属氧化物的含量为35～200g/L，优选为65～150g/L。2.根据权利要求1所述的负载型催化剂，其特征在于：所述钴锰复合氧化物中钴元素与锰元素的物质的量的比为(2～20):1；所述钴铜复合氧化物中钴元素与铜元素的物质的量的比为(5～20):1；所述钴锰铜复合氧化物中钴元素、锰元素与铜元素的物质的量的比为1：(0.5～0.05)：(0.2～0.05)；优选的，所述钴锰复合氧化物中钴元素与锰元素的物质的量的比为(6～17):1，所述钴铜复合氧化物中钴元素与铜元素的物质的量的比为(7～16):1；所述钴锰铜复合氧化物中钴元素、锰元素与铜元素的物质的量的比为1:(0.17～0.059)：(0.143～0.063)。3.根据权利要求1或2所述的负载型催化剂，其特征在于：所述载体为涂覆有氧化铝涂层的蜂窝陶瓷，优选的，所述氧化铝涂层占蜂窝陶瓷的5～20wt％，更优选的，所述氧化铝涂层占蜂窝陶瓷的7～15wt％。4.根据权利要求1～3中任一项所述的负载型催化剂，其特征在于：所述非贵金属氧化物的XRD衍射图案包括具有选自31.132
±
0.27、36.790
±
0.22、44.710
±
0.20、59.258
±
0.20、65.239
±
0.250的2θ的一个或多个特征峰，优选的，还包括具有选自19.009
±
0.32、38.514
±
0.30、55.487
±
0.31的2θ的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋见，缪长喜，卢媛娇，孙清，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：