净化废气用催化剂及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种净化废气用催化剂及其制造方法。所述净化废气用催化剂包含：陶瓷载体、在陶瓷载体上形成的无电镀镍镀层、以及在无电镀镍镀层上形成的贵金属催化剂镀层。所述催化剂的优点在于，能够有效地去除工业烟囱或汽车排放的气体中所含的挥发性有机化合物（ＶＯＣ），并且简化了催化剂的结构，从而简化了其制造工艺，因此降低了其制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，更具体地，本专利技术涉及如下所 述的，所述催化剂能够有效地去除在工业烟 或汽车排放 的气体中所含的挥发性有机化合物(VOC)，并且其制造成本可降低。
技术介绍
一般来说，工业烟囱或汽车排放的气体包含挥发性有机化合物(VOC)。这些VOC是 发出臭味的有害大气物质，并且由于它们在呼吸器官、引发癌症等方面的负面效应而对人 体是有害的，还导致环境污染如发出臭味、增加城市中的臭氧浓度等。为了防止由VOC引起的空气污染，在工厂烟囱中安装了去除VOC的净化设备。目 前，净化设备主要使用活性炭吸附法来去除V0C。活性炭吸附法是利用活性炭去除VOC的方法，活性炭具有大的表面积和很多细 孔。即，在活性炭吸附法中，将VOC通过活性炭层而由活性炭的细孔吸附V0C，从而去除V0C。 然而，活性炭吸附法的问题在于当活性炭由于连续在其上吸附VOC而被VOC饱和时，不能 再去除V0C，从而必须更换活性炭或必须加以分离然后重复利用活性炭。此外，世界上所有的国家正在通过基于各种国际协定确定VOC的标准值来建立防 止因VOC引起的空气污染的措施，或强制建立控制VOC的设备。顺应趋势，韩国也利用法律 加紧了对VOC的管制。然而，活性炭吸附法不足以去除VOC使其达到符合更严格的法律的 程度。因此，最近，净化设备常常使用催化氧化法。特别地，催化氧化法已用于净化设备 中以减少汽车废气。催化氧化法是利用催化剂去除VOC的方法。在催化氧化法中，将VOC与催化剂接 触，以便通过氧化反应对VOC进行分解并除臭，从而去除V0C。在这种催化氧化法中主要利 用贵金属催化剂，如钼(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)等。同时，韩国未审专利申请公布10-2009-00M577(在下文中称作“传统技术”)公开 了制造用于减少汽车废气的催化剂的方法，其中，所述催化剂由“陶瓷载体-铜层-镍-钼 层”形成。然而，在传统技术中公开的催化剂的问题在于由于其通过在陶瓷载体表面上形 成铜层、在铜层表面上形成镍层、然后在镍层表面上形成钼层以在陶瓷载体上镀敷钼层来 制造，所以其制造工艺复杂，并且制造成本高。
技术实现思路
因此，设计了本专利技术来解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种新型的净化废气 用催化剂及其制造方法，所述催化剂能够更有效地去除V0C，其中通过简化该催化剂的结构 能够获得其简化的制造工艺和降低的制造成本。为了完成上述目的，本专利技术的一方面提供了一种净化废气用催化剂，其包括陶瓷载体、在陶瓷载体上形成的无电镀镍镀层以及在无电镀镍镀层上形成的贵金属催化剂镀层。本文中，陶瓷载体可包括氧化铝(Al2O3)。此外，贵金属催化剂镀层可包括钼。此外，贵金属催化剂镀层可通过无电镀工艺形成。此外，陶瓷载体可具有空心圆筒形。本专利技术的另一方面提供制造净化废气用催化剂的方法，包括下列步骤预处理陶 瓷载体；将预处理的陶瓷载体浸入到硫酸镍溶液中以形成无电镀镍镀层；以及在无电镀镍 镀层上形成贵金属催化剂镀层。本文中，在贵金属催化剂镀层的形成中，可将包括无电镀镍镀层的陶瓷载体浸入 到氯化钼溶液中以形成无电镀钼镀层。此外，陶瓷载体的预处理可包括下列步骤将陶瓷载体浸入到氟化铵溶液中以腐 蚀该陶瓷载体；将被腐蚀的陶瓷载体浸入到硫酸溶液中以清洗该陶瓷载体；将清洗过的陶 瓷载体浸入到硫酸锡溶液中以在陶瓷载体上形成锡层；以及将覆盖有锡层的陶瓷浸入到氯 化钯溶液中以在陶瓷载体上形成钯层。附图说明本专利技术的上述和其他目的、特征和优点将结合附图从下面的详细描述中更清楚地 得以理解，其中图1是根据本专利技术实施方案，用于去除VOC的催化反应器的催化反应层的剖视 图；图2是根据本专利技术制造的圆柱形催化剂的图；图3是根据本专利技术制造的空心圆筒形催化剂的图；图4是简易制造的催化反应器的示意图；图5是比较例1的催化剂和比较例2的催化剂的VOC去除效果的对比图；以及图6是比较例1的催化剂和比较例3的催化剂的VOC去除效果的对比图。具体实施例方式在下文中，将详细描述本专利技术。根据本专利技术的净化废气用催化剂包括陶瓷载体、在陶瓷载体表面上形成的无电镀 镍镀层和在无电镀镍镀层表面上形成的贵金属催化剂镀层。陶瓷载体可包括氧化铝(Al2O3)。氧化铝耐热，并且可使陶瓷载体表面变粗糙以增 加陶瓷载体的表面积，因此能够使贵金属催化剂镀层与废气接触的面积达到最大，从而最 大化VOC去除效果。而且，陶瓷载体可包括氧化硅(SiO2)或可包括氧化铝和氧化硅的混合 物。优选地，贵金属可包括选自钼(Pt)、钯(Pd)和铑( )中的任何一种。更优选地， 贵金属可包括钼(Pt)。即，贵金属催化剂可仅由钼制成，可由钼和铑的合金制成，或可由钼、 钯和铑的三元合金制成。一般来说，钼是显示最好的正性VOC去除效果的催化剂，但是根据VOC的种类，钯和铑也可显示比钼更好的VOC去除效果。因此，可选择性地使用钼、钯或/和铑。可通过无电镀工艺形成贵金属催化剂镀层。这样，当通过无电镀工艺形成贵金属 催化剂镀层时，可通过无电镀工艺实施所有的催化剂制造工艺，因此能够简化生产线，从而 降低设备成本。同时，本专利技术人的实验显示，本专利技术上述结构的催化剂展现的VOC去除效果是使 用传统活性炭吸附法时的VOC去除效果的大约五倍。此外，如下所述，根据本专利技术的净化废气用催化剂优于传统催化剂。S卩，根据本专利技术的净化废气用催化剂的制造如下通过无电镀工艺，在陶瓷载体表 面上直接形成镍镀层，然后在镍镀层上形成贵金属催化剂镀层，因此与传统技术不同，不需 要形成铜层，结果简化了制造工艺，从而降低了制造成本。而且，本专利技术人的实验显示，与包括陶瓷载体、铜镀层、镍镀层和钼镀层的传统催 化剂相比，包括陶瓷载体、无电镀镍镀层和贵金属催化剂镀层的本专利技术催化剂展现出提高 的VOC去除效果。下面详细描述本专利技术的催化剂。陶瓷载体是耐热的，并且可使其表面变粗糙以增加其表面积，因此能够使在陶瓷 载体表面上所镀的贵金属催化剂与污染物即VOC接触的面积达到最大，从而更有效地去除 VOC0因此，主要使用陶瓷载体作为催化剂的载体。然而，由于陶瓷载体是非导体，因此其问题在于，不能直接在陶瓷载体表面上形成 贵金属催化剂层。因此，为了在陶瓷载体上形成贵金属催化剂层，形成铜层作为底镀层。形 成铜层作为底镀层的原因是，因为铜具有优异的反应性和导电性，所以常使用铜来形成镀 金属用的底镀层。然而，由于铜具有与其他金属的高扩散能力，当直接在铜镀层上形成贵金属催化 剂层时，问题在于铜和贵金属互相扩散，从而损失了在铜镀层表面上存在的贵金属，因此 损失了其催化能力。因此，在传统催化剂的情形中，为了克服上述问题，在铜镀层上形成镍镀层。所述 镍镀层用来在一定程度上防止在铜镀层和贵金属催化剂层之间的扩散。然而，用于去除VOC的催化反应器被加热至约200 400°C的温度。这样，当长时 间加热催化剂时，就变得难以通过镍镀层来防止在铜镀层和贵金属催化剂层之间的扩散， 从而不能防止贵金属向铜镀层扩散，因此降低了 VOC去除效果。然而，在本专利技术催化剂的情形中，当在陶瓷载体上形成无电镀镍镀层，然后在无电 镀镍镀层上形成贵金属催化剂层时，尽管长时间加热催化剂至约200 400°C的温度，也不 会通过扩散损失贵金属，因此提高了 VOC去除效果。而且，根据本专利技术的催化剂，由于不需要形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种净化废气用催化剂，其包含：陶瓷载体；在陶瓷载体上形成的无电镀镍镀层；以及在无电镀镍镀层上形成的贵金属催化剂镀层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朴仁成，张承浚，
申请(专利权)人：认知普拉斯株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]