【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境催化领域和vocs污染治理领域，尤其涉及一种新型的低温催化氧化vocs的中空疏水性fe-zsm-5分子筛催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、挥发性有机物(vocs)是臭氧(o3)、pm2.5和光化学烟雾等大气污染的重要前体物，是导致空气污染的重要源头。并且，大部分vocs不仅本身具有较强毒性，并且具有“致癌、致畸、致突变”效应。vocs污染对于人体和环境都会造成严重的威胁和危害。
2、在众多的净化技术中，催化氧化技术被认为是极具潜力的vocs末端治理技术。vocs分子在催化剂作用下可被完全氧化热解为co2和h2o，高效且能够有效的控制二次污染物的生成，并且，能适应于多种流速、多组分等复杂体系，具有较好的催化效果。催化剂的效率和活性是整个催化氧化技术的核心和关键。目前，最常用、研究最为广泛的降解vocs催化剂主要为贵金属基催化剂、过渡氧化物催化剂。一般贵金属催化剂催化活性高、选择性好，但价格昂贵且易中毒等缺点使其在实际应用中受到很大限制。相较于贵金属，过渡金属氧化物催化剂因其成本低、催化效果较好，在vocs处理中备受关注。然而，过渡金属氧化物催化剂的低温催化活性仍不十分理想。在催化氧化技术中，主要能耗来源于外部热源加热，从而满足催化反应所需要的温度条件，极大的增加了vocs净化成本和运行费用。如果降低催化反应温度的会极大地缩减企业污染治理成本，提升设备运行安全性。
3、近年来，研究发现负载型分子筛催化剂在去除vocs方面显示出优异的性能。分子筛含有丰富的微孔,比表面积大,且含有较多的酸位点
技术实现思路
1、针对现有催化剂存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种新型的低温催化氧化vocs的中空疏水性fe-zsm-5催化剂及制备方法。本专利技术针对现有分子筛催化剂低温活性较差的问题，以多级孔fe-zsm-5为前体物单元，通过两步水热晶化法合成中空疏水性fe-zsm-5分子筛催化剂，实现催化剂在低温范围对甲苯(选择的vocs分子目标物)具有较高催化活性和co2选择性。
2、本专利技术所述的一种高效低温催化氧化vocs的中空疏水性分子筛催化剂，其特征在于：所述催化剂为具有中空结构的fe-zsm-5分子筛，催化剂包括载体和活性组分；催化剂载体为zsm-5分子筛，催化剂活性金属组分为铁；催化剂具有的疏水性。
3、本专利技术所述的中空结构的fe-zsm-5分子筛，其特征在于所述的中空结构由多级孔fe-zsm-5分子筛为单元构成，催化剂的活性组分分散在载体内部；所述金属活性组分为feox氧化物，其占催化剂的重量百分比为6％～26％。
4、为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：
5、本专利技术所述的中空疏水性分子筛催化剂的制备方法，其特征在于：采用两步水热晶化法制备中空fe-zsm-5分子筛催化剂，首先通过水热晶化法合成多级孔fe-zsm-5分子筛前体物，然后经第二步水热晶化法合成出中空fe-zsm-5分子筛催化剂。
6、本专利技术所述的中空疏水性分子筛催化剂的具体制备步骤，其特征在于：
7、1)多级孔fe-zsm-5分子筛前驱体的合成
8、称取一定量的正硅酸乙酯(teos)和四丙基氢氧化铵(tpaoh)在室温下搅拌2～5小时；然后加入一定量铁盐和水在25～45℃下搅拌10～15小时；得到的混合液转移至高温反应釜中150～190℃水热晶化反应24～96小时；得到的产物用水反复冲洗至溶液中性，90～120℃下烘干后，于450～600℃下煅烧4～8小时去除四丙基氢氧化铵，得到多级孔fe-zsm-5分子筛前体物。
9、2)中空fe-zsm-5分子筛催化剂的合成
10、将多级孔fe-zsm-5分子筛前体物分散到一定浓度的异丙醇铝和四丙基氢氧化铵溶液中，搅拌均匀转入高压反应釜中，于150～190℃水热晶化反应24～96小时，离心并收集产物，90～120℃下烘干后在450-600℃下煅烧4～8小时，得到中空fe-zsm-5分子筛催化剂。
11、其中步骤1)中的铁盐为柠檬酸铁，浓度为0.25～2.00mol/l；步骤1)teos:tpaoh:fe:h2o的摩尔比为1:0.27:x:37，其中fe的比例范围x为0.005～0.04；步骤2)中异丙醇铝量为1.135～18.16g/l，tpaoh浓度为0.1～0.4mol/l。
12、本专利技术相对现有分子筛催化剂具有如下的优点及有益效果：
13、本专利技术提供的中空疏水性fe-zsm-5分子筛催化剂在160℃时能将甲苯完全氧化，表现出优异的低温催化氧化活性，其t90为140℃，比常规的fe-zsm-5催化剂的活性温度降低100-160℃。
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1.一种高效低温催化氧化VOCs的中空疏水性分子筛催化剂，其特征在于：所述催化剂为具有中空结构的Fe-ZSM-5分子筛，催化剂包括载体和活性组分；催化剂载体为ZSM-5分子筛，催化剂活性金属组分为铁；催化剂具有的疏水性。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述的中空结构由多级孔Fe-ZSM-5分子筛为单元构成，催化剂的活性组分分散在载体内部。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述金属活性组分为FeOx氧化物，其占催化剂的重量百分比为6％～26％。
4.根据权利要求1-3所述的催化剂的制备方法，其特征在于：采用两步水热晶化法制备中空Fe-ZSM-5分子筛催化剂，首先通过水热晶化法合成多级孔Fe-ZSM-5分子筛前体物，然后经第二步水热晶化法合成出中空Fe-ZSM-5分子筛催化剂。
5.一种高效低温催化氧化VOCs的中空疏水性分子筛催化剂的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
6.根据权利要求5所述工艺步骤，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种高效低温催化氧化vocs的中空疏水性分子筛催化剂，其特征在于：所述催化剂为具有中空结构的fe-zsm-5分子筛，催化剂包括载体和活性组分；催化剂载体为zsm-5分子筛，催化剂活性金属组分为铁；催化剂具有的疏水性。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述的中空结构由多级孔fe-zsm-5分子筛为单元构成，催化剂的活性组分分散在载体内部。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述金属活性组分为feox氧化...
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