【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂制备领域，具体涉及一种vocs催化氧化催化剂及其制备方法以及所述催化剂在催化氧化vocs中的应用。
技术介绍
1、挥发性有机化合物(volatile organic compounds，vocs)是石油化工、印刷、制药等多种行业生产加工过程中排放废气的主要污染物，其具有明显异味，对人体器官有刺激或伤害作用，严重时会引发中毒或癌变，危害人类健康；此外大气中vocs还会引发光化学烟雾等问题，严重破坏生态环境。
2、vocs污染控制可分为吸附法、焚烧法、催化氧化、生物法以及膜分离法等。其中催化氧化技术是去除vocs最有前景的技术之一；而开发高性能催化氧化催化剂是实现废气净化、绿色生产的关键。目前，催化氧化催化剂多以蜂窝状惰性材料(如堇青石等)为载体，负载具有低温氧化性能的活性组分实现vocs催化氧化。
3、vocs催化氧化催化剂通常采用金、银、铂、钯等贵金属作为活性组分，因为贵金属能在低温下能同时吸附活化vocs和o2，两个吸附物种以l-h机理在贵金属表面反应。但在起燃温度附近，两种反应物在贵金属表面存在竞争吸附，一定程度上抑制氧的吸附活化，导致起燃温度下反应无氧可用。为解决这一问题，vocs催化剂中常引入铈基材料作为储氧释氧组分，为vocs氧化提供活性晶格氧物种。此时，吸附在贵金属表面的vocs与铈基材料的晶格氧物种在界面处以mvk机理反应，避免vocs与o2竞争吸附的问题。如cn201811568947公开了一种催化燃烧vocs的氧化型催化剂及其制备方法，在堇青石蜂窝陶瓷载体的表面涂覆含
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种能够在低温下充分发挥催化氧化性能的vocs催化剂，具体提供了一种vocs催化氧化催化剂及其制备方法以及所述催化剂在催化氧化vocs中的应用，本专利技术所述的方法将铈的有机酸盐吸附在贵金属颗粒表面，实现氧化还原组分与储氧释氧组分紧密耦合，并通过调节溶液ph实现吸附量的可控调变，打浆涂覆后，利用臭氧低温焙烧催化剂，在充分去除有机基团的同时，尽可能保留界面位点数量，得到的催化剂能够在低温下实现vocs的高效转化。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种vocs催化氧化催化剂的制备方法，该方法包括：
3、(1)将贵金属的前驱体、还原剂、稳定剂和水混合，制备得到贵金属胶体溶液；
4、(2)将铈的有机酸盐与贵金属胶体溶液接触，并调节物料的ph至3-8，得到贵金属-铈混合液；
5、(3)将基质源、过渡金属氧化物和除铈以外稀土金属氧化物与贵金属胶体溶液混合，得到催化剂浆液；
6、(4)将催化剂浆液负载到载体上，并经过干燥和臭氧焙烧处理，得到负载有催化剂层的vocs催化氧化催化剂。
7、优选地，铈的有机酸盐为铈的羧酸盐。
8、优选地，铈的有机酸盐与贵金属的摩尔比为1-30:1。
9、本专利技术第二方面提供根据如上所述的方法制备得到的催化剂。
10、本专利技术第三方面提供一种vocs催化氧化催化剂，所述催化剂包含载体和负载在所述载体上的催化剂层；
11、其中，所述催化剂层含有催化剂载体和活性组分，所述催化剂载体包含氧化铈、基质、过渡金属氧化物和除铈以外稀土氧化物，所述活性组分为贵金属；
12、其中，氧化铈包裹在贵金属表面。
13、本专利技术第四方面通过如上所述的vocs氧化催化剂在催化氧化vocs中的应用。
14、本专利技术中通过将铈的有机酸盐与贵金属胶体溶液接触，并调节物料的ph至3-8，使得铈的有机酸盐吸附在贵金属颗粒表面，实现氧化还原组分与储氧释氧组分紧密耦合，有效改善氧化还原组分和储氧释氧组分的接触效率，促进氧传递，提高催化剂低温催化氧化性能；并通过调节溶液ph实现吸附量的可控调变，打浆涂覆后，利用臭氧低温焙烧催化剂，在充分去除有机基团的同时，尽可能保留界面位点数量，得到的催化剂能够在低温下实现vocs的高效转化。
15、本专利技术中提供的制备方法通过构建贵金属与铈基氧化物界面，有效提高活性金属利用效率，能够减少催化剂中贵金属及稀土元素氧化物使用量，进而降低成本。
16、本专利技术中提供的制备方法有助于形成贵金属与铈基氧化物之间强金属-载体相互作用，提高催化剂水热稳定性。
17、本专利技术中提供的制备方法操作简便，适合批量化生产，有望推广到多种固定床催化材料的制备中，具有广阔的应用前景。
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1.一种VOCs催化氧化催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述贵金属选自Au、Ag、Pt和Pd中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，铈的有机酸盐为铈的羧酸盐，优选选自柠檬酸铈、醋酸铈、草酸铈、酒石酸铈和琥珀酸铈中的至少一种；和/或
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述基质源为在步骤(4)的所述臭氧焙烧的条件下能够转变为基质的物质；
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述催化剂浆液负载量使得以载体的体积为基准，所述催化剂层的负载量为10-200g/L，优选为40-160g/L。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，各组分的用量使得以载体的体积为基准，贵金属的负载量为0.1-1g/L，优选为0.2-0.8g/L；氧化铈的负载量为0.5-10g/L，优选为2-6g/L；基质的负载量为30-120g/L，优选为60-95g/L；过渡金属氧化物的负载量为5-20g/L，优选为8-16g/L；除铈以外稀土金属氧化物的负载量
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述载体为规整结构载体，
8.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(3)中，所述催化剂浆液中颗粒平均直径小于15μm。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(4)中，干燥的条件包括：温度为100-140℃，时间为0.5-4h；和/或
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法制备得到的VOCs催化氧化催化剂。
11.一种VOCs催化氧化催化剂，其特征在于，所述催化剂包含载体和负载在所述载体上的催化剂层；
12.根据权利要求11所述的催化剂，其中，所述贵金属选自Au、Ag、Pt和Pd中的至少一种；和/或
13.根据权利要求11或12所述的催化剂，其中，所述载体为规整结构载体，
14.权利要求10-13中任意一项所述的催化剂在催化氧化VOCs中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种vocs催化氧化催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述贵金属选自au、ag、pt和pd中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，铈的有机酸盐为铈的羧酸盐，优选选自柠檬酸铈、醋酸铈、草酸铈、酒石酸铈和琥珀酸铈中的至少一种；和/或
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述基质源为在步骤(4)的所述臭氧焙烧的条件下能够转变为基质的物质；
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述催化剂浆液负载量使得以载体的体积为基准，所述催化剂层的负载量为10-200g/l，优选为40-160g/l。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，各组分的用量使得以载体的体积为基准，贵金属的负载量为0.1-1g/l，优选为0.2-0.8g/l；氧化铈的负载量为0.5-10g/l，优选为2-6g/l；基质的负载量为30-120g/l，优选为60-95g/l；过渡金属氧化物的负载...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵东越，王若瑜，姜秋桥，宋海涛，刘俊，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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