本发明专利技术提供了一种载体改性型催化剂及其制备方法和应用，所述载体改性型催化剂包括改性载体，以及嫁接于所述改性载体表面的封装贵金属单原子的固体酸；所述制备方法包括：1)将主载体、固体改性剂与水混合，经水热反应得到改性载体；2)将所述改性载体与配制好的贵金属前驱体混合液混合，依次进行晶化反应和焙烧，得到封装了贵金属单原子的分子筛催化剂；3)将所述封装了贵金属单原子的分子筛催化剂与硝酸铵溶液进行反应，然后经焙烧，得到封装了贵金属单原子的固体酸催化剂；所述载体改性型催化剂通过对原始载体以及活性组分的全面改进与优化，显著提升了催化剂的整体性能，广泛适用于各类复杂有机废气的净化处理，具有较好的应用前景。应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种载体改性型催化剂及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于环保催化
，具体涉及一种载体改性型催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是一类常见的工业废气，主要来自于医药、橡胶、塑料、农药、染料等行业。该类废气的排放会造成严重的环境问题，包括引起臭氧污染及PM2.5异常。近年来，随着绿色可持续发展的不断推进，开展针对VOCs废气的工程建设将是改善环境空气质量的重要手段之一。催化氧化法是一种在高温下利用催化剂定向清除目标污染物的净化技术，具有能耗低、效果显著等特点。而该方法的核心在于设计与开发具有机械强度高、催化性能好、价格低廉、二次污染物少的催化剂。
[0003]CN113426458A公开了一种用于催化燃烧含卤素挥发性有机物的催化剂，该催化剂包括整体式或颗粒状载体以及负载在载体上的高粘度涂层、助剂和活性组分涂层，其高粘度涂层为铝溶胶涂敷于无机氧化物载体后焙烧所得，活性组分采用氧化还原法沉淀于高粘度涂层表面。该催化剂具有良好的稳定性、再生性和高耐湿性，对含卤素挥发性有机物的转化效率高，同时催化剂制备成本低廉、活性涂层与整体式或颗粒状无机氧化物载体结合牢固。
[0004]但目前用于净化VOCs废气的整体式催化剂仍存在着以下难题：1)选择何种廉价的改性剂对催化剂载体进行改性以克服载体微粗糙度低、比表面积小、与活性组分兼容性差的问题，从而拓展其在复杂恶劣工况条件下的应用场景；2)如何在保证高VOCs转化率的基础上开发出贵金属担载率低的整体式催化剂，从而实现降低催化剂费用的目的；3)如何避免贵金属物种在反应过程中的迁移、团聚以及挥发、流失和中毒等引起活性下降的现象，延长催化剂的使用寿命；4)针对特定的含氯废气处理时，如何抑制在反应过程中毒性更强、危害更大的二次有机含氯污染物的生成；5)针对不同的VOCs废气工况，如何精准地设计与制备高性能催化剂，避免由“反复试错”造成的材料与设备的损失。
[0005]综上所述，如何开发一种可解决上述诸多问题的催化剂成为当前亟待解决的问题。
技术实现思路
[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种载体改性型催化剂及其制备方法和应用，所述载体改性型催化剂通过对原始载体以及活性组分的全面改进与优化，显著提升了催化剂的整体性能，广泛适用于各类复杂有机废气的净化处理，尤其在含Cl等杂原子的有机废气处理中具有显著优势，具有较好的应用前景。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种载体改性型催化剂，所述载体改性型催化剂包括改性载体，以及嫁接于所述改性载体表面的封装贵金属单原子的固体酸；
[0009]所述改性载体包括经固体改性剂改性后的主载体。
[0010]以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
[0011]作为本专利技术优选的技术方案，所述主载体包括堇青石或莫来石。
[0012]优选地，所述固体改性剂的主要成分包括Si、O、Al和Mg，与主载体成本相似。
[0013]优选地，所述固体改性剂包括粉煤灰。
[0014]作为本专利技术优选的技术方案，所述贵金属包括铂、钌或钯中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：铂和钌的组合，钌和钯的组合，铂、钌和钯的组合等。
[0015]第二方面，本专利技术提供了一种第一方面所述的载体改性型催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0016](1)将经过预处理的主载体、经过预处理的固体改性剂与水混合，经水热反应后，得到改性载体；
[0017](2)将步骤(1)所述改性载体与配制好的贵金属前驱体混合液混合，依次进行晶化反应和焙烧，得到封装了贵金属单原子的分子筛催化剂；
[0018](3)将步骤(2)所述封装了贵金属单原子的分子筛催化剂与硝酸铵溶液进行反应，然后经焙烧，得到封装了贵金属单原子的固体酸催化剂。
[0019]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述主载体进行预处理的方法包括：将主载体与碱溶液混合，进行水热反应，然后依次经洗涤和干燥，得到预处理主载体。
[0020]优选地，所述碱溶液包括氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液。
[0021]优选地，所述碱溶液的浓度为10
‑
20wt％，例如10wt％、12wt％、14wt％、16wt％、18wt％或20wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0022]优选地，所述主载体的预处理过程中，水热反应的温度为120
‑
150℃，例如120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃或150℃等；时间为10
‑
16h，例如10h、12h、14h或16h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0023]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述固体改性剂进行预处理的方法包括：将固体改性剂依次经酸洗和干燥后与碱性物质混合，然后经研磨与焙烧，得到预处理固体改性剂。
[0024]优选地，所述酸洗采用的酸液包括盐酸。
[0025]优选地，所述盐酸的浓度为1
‑
10mol/L，例如10mol/L、10mol/L、10mol/L、10mol/L、10mol/L或10mol/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0026]优选地，所述固体改性剂与酸液的质量比为1:(1
‑
10)，例如1:1、1:2、1:4、1:6、1:8或1:10等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0027]优选地，所述碱性物质包括氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾或碳酸钾中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：氢氧化钠和氢氧化钾的组合，碳酸钠和碳酸钾的组合。
[0028]优选地，所述固体改性剂与所述碱性物质的质量比为1:(0.5
‑
3)，例如1:0.5、1:1、
1:1.5、1:2、1:2.5或1:3等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0029]优选地，所述固体改性剂的预处理过程中，焙烧的温度为400
‑
900℃，例如400℃、500℃、600℃、700℃、800℃或900℃等；时间为1
‑
5h，例如1h、2h、3h、4h或5h等，上述数值的选择并不仅限于所列举的数值，在各自的数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0030]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述经过预处理的固体改性剂与水的质量比为1:(2
‑
20)，例如1:2、1:4、1:6、1:8、1:10、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种载体改性型催化剂，其特征在于，所述载体改性型催化剂包括改性载体，以及嫁接于所述改性载体表面的封装贵金属单原子的固体酸；所述改性载体包括经固体改性剂改性后的主载体。2.根据权利要求1所述的载体改性型催化剂，其特征在于，所述主载体包括堇青石或莫来石；优选地，所述固体改性剂的主要成分包括Si、O、Al和Mg；优选地，所述固体改性剂包括粉煤灰。3.根据权利要求1或2所述的载体改性型催化剂，其特征在于，所述贵金属包括铂、钌或钯中的任意一种或至少两种的组合。4.一种如权利要求1
‑
3任一项所述的载体改性型催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将经过预处理的主载体、经过预处理的固体改性剂与水混合，经水热反应后，得到改性载体；(2)将步骤(1)所述改性载体与配制好的贵金属前驱体混合液混合，依次进行晶化反应和焙烧，得到封装了贵金属单原子的分子筛催化剂；(3)将步骤(2)所述封装了贵金属单原子的分子筛催化剂与硝酸铵溶液进行反应，然后经焙烧，得到封装了贵金属单原子的固体酸催化剂。5.根据权利要求4所述的载体改性型催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述主载体进行预处理的方法包括：将主载体与碱溶液混合，进行水热反应，然后依次经洗涤和干燥，得到预处理主载体；优选地，所述碱溶液包括氢氧化钠溶液和/或氢氧化钾溶液；优选地，所述碱溶液的浓度为10
‑
20wt％；优选地，所述主载体的预处理过程中，水热反应的温度为120
‑
150℃，时间为10
‑
16h。6.根据权利要求4或5所述的载体改性型催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述固体改性剂进行预处理的方法包括：将固体改性剂依次经酸洗和干燥后与碱性物质混合，然后经研磨与焙烧，得到预处理固体改性剂；优选地，所述酸洗采用的酸液包括盐酸；优选地，所述盐酸的浓度为1
‑
10mol/L；优选地，所述固体改性剂与酸液的质量比为1:(1
‑
10)；优选地，所述碱性物质包括氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾或碳酸钾中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述固体改性剂与所述碱性物质的质量比为1:(0.5
‑
3)；优选地，所述固体改性剂的预处理过程中，焙烧的温度为400
‑
900℃，时间为1
‑
5h。7.根据权利要求4
‑
6任一项所述的载体改性型催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述经过预处理的固体改性剂与水的质量比为1:(2
‑
20)；优选地，步骤(1)所述水热反应的温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴忠标，赵叶民，高珊，奚超，王岳军，莫建松，
申请(专利权)人：浙江天蓝环保技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。