[發明專利]一氧化碳和揮發性有機化合物氧化分解催化劑

無效

• 申請號: 200610026477.2
• 申請日: 2006-05-12
• 公開（公告）號: CN101069849A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 崔建光;黃金燕;李成健
• 申請（專利權）人: 崔建光;黃金燕;李成健
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J23/83;B01J23/889;B01J32/00;B01J35/04;B01D53/94
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及化學試劑領域，特別涉及空氣凈化催化劑領域。

背景技術

一氧化碳和揮發性有機化合物是許多工業過程的副產物。在汽車油漆噴涂工藝中形成的廢氣，含有如苯、甲苯和二甲苯化合物(BTX)；丙烯酸制造過程排放的尾氣，含有一氧化碳、丙烯、丙烷和其它碳氫化合物；在家庭或餐館的烹調過程中生成許多″煙霧″，這些″煙霧″是高分子碳氫化合物冷卻凝聚形成的顆粒懸浮物。

一氧化碳和揮發性有機化合物是大氣污染物。一氧化碳是一種無色的有毒氣體，碳氫化合物參與光化學反應，導致臭氧和″有機煙霧″的生成，從而導致各種疾??；從尾氣中除去一氧化碳和碳氫化合物有助于改善我們的生活環境。

催化燃燒能將一氧化碳和揮發性有機化合物轉換成無害的二氧化碳和水。許多專利描述這類催化劑的應用。貴金屬是高活性的一氧化碳和碳氫化合物的氧化催化劑，得到廣泛應用。但貴金屬自然資源有限，而且非常昂貴，其用量應該是越低越好。

許多有色金屬氧化物和稀土金屬氧化物是活潑的一氧化碳和揮發性有機化合物的氧化催化劑；擠壓成形的MnO₂/Fe₂O₃催化劑被用于BTX催化氧化；但是，有色金屬氧化物催化劑對飽和碳氫化合物，如丙烷、丁烷的氧化催化活性較低。貴金屬和有色金屬氧化催化劑的組合，則具有高活性和較低的成本；貴金屬和有色金屬氧化物的組合，也有助于提高催化劑活性和耐久性。

應用中擠壓成形催化劑直接堆積形成催化劑填充床層；催化劑填充床通常壓降大。相比之下，蜂窩整形基體負載的催化劑，允許高流速反應條件并產生較小壓降。

當前發明描述一種蜂窩整形基體負載貴金屬、有色金屬氧化物、稀土金屬氧化物混合物的氧化催化劑及涂漬(washcoating)生成制造過程，以及用于去除空氣中一氧化碳和揮發性有機化合物的過程。

發明內容

一氧化碳和揮發性有機化合物，經催化氧化生成二氧化碳和水，是一種有效的消除污染物的方式。實踐應用中催化劑可以形成各種不同的形狀，如小珠、泡沫和蜂窩。蜂窩整形催化劑壓降比較低，能量消耗也較低。

當前發明為一氧化碳和揮發性有機物的氧化催化劑，其活性組分包括貴金屬鉑、銠、鈀，有色金屬氧化物包括氧化錳、氧化鐵，稀土金屬氧化物包括氧化鈰、氧化鑭，高比表面載體材料包括氧化鋁、氧化硅、氧化鋁-氧化硅、氧化鈦、氧化鋯等。

貴金屬鉑、鈀、銠是高度活性的一氧化碳和碳氫化合物氧化催化劑，他們廣泛被用作這些污染物消除催化劑；雖然高貴金屬含量有助于提高催化劑活性和耐久性，高貴金屬用量導致高催化劑費用；降低貴重金屬負載量是重要目標；當前發明催化劑貴金屬負載量范圍一般在0.01-5g/L，最好在0.1-3g/L。貴金屬可以單獨使用，也可以以雙金屬或三金屬的組合使用。

添加有色金屬氧化物作為有效組分，可減少貴金屬用量；有色金屬氧化物包括氧化錳、氧化鐵、氧化銅、氧化鈷、氧化鎳等，具有一氧化碳和碳氫化合物氧化催化活性；有色金屬氧化物與貴金屬一起使用提高催化劑活性；當前發明優先使用氧化錳和氧化鐵；這些有色金屬氧化物可單獨使用或混合使用，其負載量是1-30g/L，最好是2-20g/L。

添加稀土金屬氧化物氧化鑭，氧化鈰，氧化鐠，氧化釤也有助于減少貴金屬用量；稀土金屬氧化物如氧化鑭有表面修飾、穩定比表面和增強貴金屬分散度的作用；稀土金屬氧化物如氧化鈰同時具有催化活性；本發明中稀土金屬氧化物負載量為1-30g/L，最好為2-20g/L。

貴金屬、有色金屬氧化物和稀土金屬氧化物，通常負載在高表面材料表面，以提高催化劑效率；高表面材料如氧化鋁負載的貴重金屬催化劑具有高分散度和高活性；有色金屬氧化物和稀土金屬氧化物的加入進一步提高催化劑活性和穩定性；氧化鋁比表面一般為50-500m²/g，常用做催化劑載體材料；其它高比表面催化劑載體材料包括氧化硅、氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁-氧化硅、氧化鈦-氧化硅；高表面載體材料負載量為5-200g/L，最好為10-140g/L。

蜂窩整形基體具有薄壁和高開放截面；蜂窩整形基體孔道為三角形、正方形、六邊形和八邊形；蜂窩整形基體由陶瓷材料或金屬材料制成；陶瓷材料包括堇青石、碳化硅、莫來石、鋁鈦酸鹽、氧化鋯、氧化鈦，陶瓷蜂窩整體由直接擠壓過程制造；金屬整形基體材料包括不銹鋼、鐵鉻合金、鎳鉻合金；金屬蜂窩基體由槽紋過程制造。

催化劑活性組份通過涂漬過程固定在蜂窩整形基體，催化劑材料通過碾磨過程，做成泥漿后涂漬到蜂窩整形基體孔道的內表面，經烘干和鍛燒過程固定。