一种催化氧化VOCs的贵金属催化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及贵金属催化剂技术领域，本发明专利技术公开了一种催化氧化VOCs的贵金属催化剂的制备方法。本发明专利技术首先将耐高温氧化物浆料涂布至基底后顺次进行干燥、煅烧，制得耐高温氧化物涂覆后的基底，然后将耐高温氧化物涂覆后的基底浸渍到贵金属溶液中并顺次进行干燥、煅烧，制得贵金属催化剂。本发明专利技术所制得的催化剂具有低温催化活性高、稳定性好、效率高以及可应用性强的特点。性强的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种催化氧化VOCs的贵金属催化剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及贵金属催化剂
，尤其涉及一种催化氧化VOCs的贵金属催化剂的制备方法。

技术介绍

[0002]挥发性有机化合物(VOCs)是空气中普遍存在且组成复杂的一类有机污染物的统称，严重威胁身体健康。VOCs在以臭氧(O3)、细颗粒物(PM2.5)和酸雨为特征的区域性复合型大气污染中扮演重要角色，是制约社会经济可持续发展的瓶颈之一。
[0003]目前膜分离技术、生物技术、低温等离子体技术、光催化技术作为新兴技术，对技术的适用范围和使用条件缺乏规律性的认识，在工艺设计和净化装备设计上存在很大的随意性，难以实现达标排放的要求。而催化燃烧技术和高温焚烧技术作为当前主流技术，应用范围广泛。高温焚烧技术是通过易燃性较强的燃料将VOCs尾气直接进行高温燃烧，然而随着当前燃料的价格日益增加，燃烧法的成本逐渐提高，因此催化燃烧法应用逐渐成为主流。催化燃烧是一个气
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固相催化反应，其实质是活性氧参与深度氧化作用。在催化燃烧过程中，催化剂降低反应的活化能，同时使反应物分子富集于催化剂表面，以提高反应速率。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下发生无焰燃烧，并氧化分解成为CO2和H2O，同时放出大量热量，达到了净化废气的目的，具有净化效率高、无二次污染、能耗低等优点，是商业上处理VOCs应用的最有效的处理方法之一。
[0004]催化燃烧的催化剂又可以分为非贵金属催化剂与贵金属催化剂，其中非贵金属催化剂成本低，热稳定性相对较好，但催化活性低、起燃温度高，难以实现工业应用。贵金属催化剂具有其他金属无可比拟的优越性，但是稳定性较差、价格昂贵，资源短缺，制约了其大规模应用。
[0005]因此，研究得到一种催化氧化VOCs的贵金属催化剂的制备方法，使其具有低温催化活性高、稳定性好、效率高、可应用性强等特点具有重要意义。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种催化氧化VOCs的贵金属催化剂的制备方法，使其能够提高催化剂的活性和选择性、稳定性，降低贵金属用量，为社会带来巨大的环境效益和经济效益。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种催化氧化VOCs的贵金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将耐高温氧化物浆料涂布至基底后顺次进行干燥、煅烧，制得耐高温氧化物涂覆后的基底；
[0010](2)将耐高温氧化物涂覆后的基底浸渍到贵金属溶液中并顺次进行干燥、煅烧，制得贵金属催化剂。
[0011]优选的，步骤(1)中所述耐高温氧化物浆料包含铝氧化物的水溶液、镁氧化物的水
溶液和硅氧化物的水溶液中的一种或几种。
[0012]优选的，步骤(1)中所述基底的材质为陶瓷、堇青石、莫来石、碳化硅或不锈钢。
[0013]优选的，步骤(1)中所述耐高温氧化物涂覆后的基底中，耐高温氧化物在基底上的负载量大于等于95g/m3。
[0014]优选的，步骤(2)中，所述耐高温氧化物涂覆后的基底浸渍到稀土氧化物溶液中，将浸渍后的基底顺次进行干燥、煅烧，再浸渍到贵金属溶液中。
[0015]优选的，所述稀土氧化物溶液中的稀土氧化物包含氧化镧、氧化镨、氧化钕、氧化钆和氧化钇中的一种或几种。
[0016]优选的，步骤(2)中所述贵金属溶液中的贵金属包含铂化合物、钯化合物和钌化合物中的一种或几种；贵金属在基底上的负载量小于等于4.5g/m3。
[0017]优选的，步骤(1)中所述干燥的时间为1～12h，干燥的温度为100～150℃；所述煅烧的时间为3～12h，煅烧的温度为500～600℃。
[0018]优选的，步骤(2)中所述干燥为二次干燥，第一次干燥的温度为20～30℃，第一次干燥的时间为8～12h，第二次干燥的温度为100～120℃，第二次干燥的时间为4～12h。
[0019]优选的，步骤(2)中所述煅烧为二次煅烧，第一次煅烧的温度为450～700℃，第一次煅烧的时间为6～12h，第二次煅烧的温度为750～900℃，第二次煅烧的时间为5～10h。
[0020]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0021]本专利技术的贵金属催化剂对于挥发性有机污染物的催化氧化具有高活性，用于破坏这些VOCs的起燃温度通常低于250℃，该温度显著低于现有技术催化剂所使用的温度。
[0022]本专利技术的催化剂可以在5000～45000h
‑1的气时空速(GHSV)下操作，以获得更高的催化剂性能，可以通过增加或降低催化氧化反应器中的催化剂体积以满足空速要求。
[0023]本专利技术的催化剂可以在200～600℃的大温度窗口内操作，从而实现来自化工厂废气排放物中CO和各种挥发性有机物的完全催化氧化。该催化剂可以在较低温度下有效地使用，并表现出低压降。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种催化氧化VOCs的贵金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0025](1)将耐高温氧化物浆料涂布至基底后顺次进行干燥、煅烧，制得耐高温氧化物涂覆后的基底；
[0026](2)将耐高温氧化物涂覆后的基底浸渍到贵金属溶液中并顺次进行干燥、煅烧，制得贵金属催化剂。
[0027]本专利技术中，所述贵金属催化剂具有整体式蜂窝结构，进而让废气在运行期间流过其内部孔道，所述内部孔道的横截面可呈现任意形状，优选为六边形、五边形、方形或圆形；孔道内壁可以提供足够多的催化氧化截面，废气中的挥发性有机污染物可在该截面上进行催化氧化。
[0028]本专利技术中，所述贵金属催化剂的孔密度优选为小于等于500cpsi，进一步优选为小于等于400cpsi，更优选为小于等于200cpsi。在这样的孔密度下，催化剂仍然具有足够大的催化表面用于催化氧化挥发性有机污染物，且不会由于尾气中的粉尘及颗粒导致催化剂失活。
[0029]本专利技术中，所述贵金属催化剂在正常运行情况下的运行时间优选为大于等于20000h，进一步优选为大于等于25000h，更优选为大于等于27000h。
[0030]本专利技术中，步骤(1)中所述耐高温氧化物浆料优选包含铝氧化物的水溶液、镁氧化物的水溶液和硅氧化物的水溶液中的一种或几种；由铝、镁、硅的氧化物形成的耐高温氧化物可以减少在操作期间由于磨损导致的催化活性的降低。尤其是，废气中的细小颗粒物会导致催化剂在运行期间受到擦碰，进而导致活性组分脱落。因此，本专利技术制备的贵金属催化剂特别适合应用于高浓度的粉尘环境，例如粉尘含量大于等于1g/m3的废气的催化氧化。
[0031]本专利技术中，步骤(1)中所述耐高温氧化物浆料优选为铝氧化物的水溶液与镁氧化物的水溶液的混合物，其中铝氧化物和镁氧化物的质量比优选为大于等于0.5，进一步优选为大于等于1.0，更优选为大于等于2.5，在这样的比例时，可以保证耐高温氧化物具有更高的比表面积，使得基底材料可以更高效地负载贵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种催化氧化VOCs的贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将耐高温氧化物浆料涂布至基底后顺次进行干燥、煅烧，制得耐高温氧化物涂覆后的基底；(2)将耐高温氧化物涂覆后的基底浸渍到贵金属溶液中并顺次进行干燥、煅烧，制得贵金属催化剂。2.如权利要求1所述一种催化氧化VOCs的贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述耐高温氧化物浆料包含铝氧化物的水溶液、镁氧化物的水溶液和硅氧化物的水溶液中的一种或几种。3.如权利要求1所述一种催化氧化VOCs的贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述基底的材质为陶瓷、堇青石、莫来石、碳化硅或不锈钢。4.如权利要求3所述一种催化氧化VOCs的贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述耐高温氧化物涂覆后的基底中，耐高温氧化物在基底上的负载量大于等于95g/m3。5.如权利要求1或4所述一种催化氧化VOCs的贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述耐高温氧化物涂覆后的基底浸渍到稀土氧化物溶液中，将浸渍后的基底顺次进行干燥、煅烧，再浸渍到贵金属溶液中。6.如权利要求5所述一种催化氧化VOCs的贵金属催化剂的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘先国，邹红旭，巢旭，
申请(专利权)人：常州新日催化剂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：