本发明专利技术涉及一种处理工业废气的含镍铁锰复合氧化物催化剂及其制备方法，属于大气污染治理技术和环保催化材料领域。所述催化剂以镍铁锰复合氧化物为第一活性组分，以其它过渡金属、稀土金属或贵金属氧化物中的一种或两种为第二活性组分，选用的载体为自制载体或天然无机材料载体，以载体的质量为基准，第一、第二活性组分负载量的质量百分含量分别为5~20%和0~10%。所述催化剂为多形态催化剂，可为球形、柱形、星形、条形以及网状、片状、环状、带状、块状、蜂窝状或粉末。该催化剂可在200~350℃实现对CO、烷烃、卤代烃、芳香烃以及杂环化合物的完全催化氧化，具有起燃温度低、转化效率高、价格低廉和适用范围广特点，适合多种类型企业对工业废气处理要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于大气污染治理技术和环保催化材料领域。
技术介绍
在化工、电子、医药、涂料、新材料加工以及汽车行业工业化生产过程中，会排放出大量工业废气，它们是大气污染物主要来源。据统计，我国工业废气年排放量约在2000万 t以上，而且随着国民经济发展，必将呈现快速增长的趋势。工业废气包括挥发性有机气体 (VOCs)和CO等有毒有害气体，易在含脂肪丰富的组织中蓄积，且大都具有致癌、致畸、致突变性，引发中毒死亡，对环境、动植物生长以及人体健康造成巨大危害，从而给国民经济造成巨大损失。现有国内外工业废气的治理方法一般包括回收技术和销毁技术，其中销毁技术中的催化燃烧法因具有起燃温度低、能耗低、效率高、无二次污染、适用范围广等优点， 已在欧洲各国、美国、日本等得到广泛应用，目前国内工业废气工程治理方法也以催化燃烧法为主。然而目前我国工业应用的催化燃烧催化剂以采用进口催化剂为主，主要供应商 Engelhard, Johnson Matthey、Allied Signal、UOP、BASF 以及 iTopsoe 等公司，且以 Pt、Pd、 Ru等贵金属为活性组分，蜂窝陶瓷为载体。中国专利CN14884435A公开了一种催化燃烧催化剂及其制备方法，该催化剂具有较高的催化燃烧有机废气转化效率，但需使用较高含量的贵金属元素，且具有价格昂贵、抗毒性能差和普遍实用性能差等缺点。因而开发具有高效廉价、环境友好的复合氧化物催化剂来替代贵金属催化剂已成为当前国内外催化燃烧催化剂的研究热点和应用趋势。中国专利CN101138728A涉及净化有机废气金属氧化物混合物催化剂及其制备方法，一次性在堇青石载体上负载镧铈锆混合氧化物改性的活性氧化铝涂层与含多种金属氧化物混合物的活性组分，其具有催化效率高、制备简单和成本低易于推广等特点，然而该催化剂易被工业废气中还原性气体(CO)还原而失活。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，该催化剂适合多种工况条件，具有催化效率高、稳定性好和抗毒能力强等特点，可在 300°C实现对氯苯的完全催化氧化，与同类催化剂相比，完全催化燃烧氯苯的温度降低约 50°C;可在250°C、空速为10 000 IT1条件下实现对体积分数为1% CO完全氧化；该催化剂以镍铁锰复合氧化物为第一活性组分负载在自制或天然无机材料载体上，成本更为低廉。本专利技术的另一个目的是提供上述催化剂的制备方法，采用浸渍法制备该催化剂，制备工艺更为简单，更加适合工业化大规模生产。本专利技术涉及的是采取以下技术方案实现一种处理工业废气的含镍铁锰复合氧化物催化剂，其特征在于所述催化剂以镍铁锰复合氧化物为第一活性组分，以其它过渡金属、稀土金属或贵金属氧化物中的一种或两种为第二活性组分，选用的载体为自制载体或天然无机材料载体，以载体的质量为基准，第一活性组分、第二活性组分负载量的质量百分含量分别为5 20%和(Γ10%。所述第一活性组分是以氧化镍、氧化铁和氧化锰摩尔比为(Γ4 :(Γ5 :广4进行调配，形成以镍铁锰复合氧化物，所述的复合氧化物为钙钛矿型或尖晶石型复合氧化物；所述第二活性组分为过渡金属氧化物、稀土金属氧化物以及贵金属氧化物中的一种或两种。所述过渡金属氧化物选用氧化钛、氧化钒、氧化铬、氧化钴、氧化铜、氧化锌中的一种或两种； 所述稀土金属氧化物选用氧化铈、氧化镧、氧化锆中的一种或两种；所述贵金属氧化物选用氧化钼、氧化钯、氧化铑、氧化金、氧化银中的一种或两种。所述自制载体为堇青石或分子筛，其中堇青石原料质量百分配比为氧化硅3(Γ55%、氧化铝2(Γ40%、氧化镁1(Γ30%，按上述质量百分配比混合，经高温焙烧而成，再使用质量浓度为5 20%的酸对载体进行改性处理，以消除杂质，增大比表面积；所述质量浓度为5 20% 酸为草酸、乙酸或硝酸。自制分子筛载体的制备是将妝々102、妝0!1、乙二胺化04)、硅溶胶和水按摩尔比为8 1 :55 :32 2800混合，常温下搅拌，装釜，晶化，抽滤，干燥，焙烧即得到自制分子筛载体。所选用的天然无机材料载体为沸石、硅线石、莫来石、硅藻土、活性炭、r-Al203或硅胶。自制载体堇青石和天然无机材料载体中的沸石、硅线石、莫来石和硅藻土需进行溶胶涂层改性处理，取上述载体浸渍于氧化铝、氧化硅或氧化钛中的一种或两种溶胶中，进行溶胶涂层改性，改性载体再经干燥和焙烧，制得溶胶涂层改性载体，其中氧化铝、氧化硅或氧化钛在改性载体中的质量百分含量为广10%。所述的一种处理工业废气的含镍铁锰复合氧化物催化剂为多形态催化剂，可为球形、柱形、星形、条形以及网状、片状、环状、带状、块状、蜂窝状或粉末。本专利技术一种处理工业废气的含镍铁锰复合氧化物催化剂的制备方法，其具体步骤如下(1)自制载体的制备堇青石与分子筛两种催化剂载体制备所述堇青石载体制备是将氧化硅、氧化铝、氧化镁按一定质量百分配比混合，其中氧化硅30 55%、氧化铝20 40%、氧化镁10 30%，将上述原料混合后经130(Tl4(KrC高温焙烧，保温4飞h而成。该载体再经质量浓度为5 20%草酸、乙酸或硝酸煮沸，煮沸处理时间为2lh， 再经温度8(T12(TC，时间为广2h的干燥，再进行焙烧，焙烧温度为40(T60(TC，时间为4 6h， 获得自制堇青石载体；所述自制分子筛载体的制备是将NaA102、NaOH,乙二胺(EDA)、硅溶胶和水按摩尔比为 8 1 55 32 2800混合，常温下搅拌2h，装釜，180°C、60h晶化，抽滤，干燥，焙烧制的自制分子筛载体；(2)堇青石及其天然无机材料载体的改性处理自制载体堇青石和天然无机材料载体中的沸石、莫来石、硅线石和硅藻土需进行溶胶涂层改性处理，取上述载体浸渍于氧化铝、氧化硅或氧化钛中的一种或两种溶胶中，浸渍时间4 6h，改性载体经8(T12(TC，Γ2 h的干燥和50(T600°C，2 4h焙烧，制得溶胶涂层改性载体，其中氧化铝、氧化硅或氧化钛在改性载体中的质量百分含量为广10% ；(3)镍铁锰复合氧化物催化剂的制备首先配制不同摩尔比的Ni盐、!^e盐和Mn盐的水溶液，所述的Ni盐和Mn盐为草酸盐、 碳酸盐、硝酸盐或磷酸盐，其中配制的Ni盐、Fe盐和Mn盐摩尔比为(Γ4 :(Γ5 广4。将步骤(1)中载体浸渍上述溶液中，浸渍时间为4、h，然后经12 24h的自然晾干和在干燥箱中 8(T12(TC，广4h的鼓风干燥，再经30(T70(TC，2飞h的焙烧，或进行重复浸渍、干燥和焙烧以制备一定负载量的催化剂，使镍铁锰复合氧化物负载量的质量百分含量为5 20% ；(4)第二活性组分的负载针对各种不同工况企业的实际情况即不同的工业废气组成，需将上述镍铁锰复合氧化物催化剂进行第二次活性组分的负载，以满足实际需求。催化剂的制备方法是将上述(3)中催化剂浸渍于配有一种或两种过渡金属、稀土金属或贵金属盐溶液中，浸渍时间为2 4h，然后经12 24h的自然晾干和在干燥箱中8(Tl2(TC，广4h的鼓风干燥，再经30(T70(TC，2 5h 的焙烧而成，使第二活性组分负载量的质量百分含量为(Γιο%。所述过渡金属氧化物选用氧化钛、氧化钒、氧化铬、氧化钴、氧化铜或氧化锌中的一种或两种。所述稀土金属氧化物选用氧化铈，氧化镧或氧化锆中的一种或两种。所述贵金属氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种处理工业废气的含镍铁锰复合氧化物催化剂，其特征在于所述催化剂以镍铁锰复合氧化物为第一活性组分，以其它过渡金属、稀土金属或贵金属氧化物中的一种或两种为第二活性组分，选用的载体为自制载体或天然无机材料载体，以载体的质量为基准，第一活性组分、第二活性组分负载量的质量百分含量分别为５～２０％和０～１０％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沈树宝，黄琼，祝社民，陈英文，马文娇，严小康，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：84
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