[發明專利]一種以陶瓷蜂窩為載體的雙功能催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200810062849.6
• 申請日: 2008-07-07
• 公開（公告）號: CN101318138A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 羅孟飛;蘇孝文;魯繼青;金凌云
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J35/04;B01D53/86
• 代理公司: 杭州之江專利事務所
• 代理人: 朱楓

技術領域

本發明涉及化學催化劑領域，特別涉及一種用于催化燃燒消除揮發性有機廢氣(VOCs)以陶瓷蜂窩為載體的雙功能催化劑及其制備方法。

背景技術

隨著大家環保意識的增強，揮發性有機廢氣(VOCs)的污染問題日益引起人們的廣泛關注。在揮發性有機廢氣凈化處理方法中，催化燃燒技術作為一種簡便、高效、實用的有機廢氣凈化技術，越來越受到人們的重視。而催化燃燒技術的核心為催化劑，因此，開發性能優良的催化劑成為這一技術發展的關鍵。

現在用于有機廢氣(VOCs)處理的催化劑主要有貴金屬催化劑如Pt、Pd等和過渡金屬復合氧化物催化劑如Cu、Co等。其中，貴金屬催化劑對芳烴等碳氫有機物具有較高的氧化活性和選擇性，但對含氧類有機物活性欠佳；而現有的陶瓷蜂窩型催化劑中采用的易溶類鹽前驅體制備的過渡金屬復合氧化物催化劑對含氧類有機物活性較高，但對芳烴類等有機物活性較低，且熱穩定性較差。中國專利申請號：200510060265.1公開了一種CeO₂基復合氧化物涂層負載Pd催化劑及其制備方法，該催化劑包括蜂窩狀載體骨架、涂層和貴金屬Pd，該涂層由CeO₂、第三副族金屬氧化物中的一種或幾種組成，該涂層是作為第二載體，即負載貴金屬Pd的載體，雖然該涂層與蜂窩狀載體結合比較牢固不易脫落，而且具有較高的貯氧性能和高溫燒結性，對芳烴等碳氫有機物具有較高的氧化活性和選擇性，但其對含氧類有機物的催化活性較低，即該催化劑的主要活性組分是貴金屬Pd。

而在有機廢氣(VOCs)的實際處理過程中，通常是多種有機廢氣的混合物，若制備一種兼具貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑特性的雙功能催化劑，使其能同時消除芳烴類和含氧類有機物，在實際應用中將具有重大的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種兼具貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑特性，對芳烴類有機物和含氧類有機物具有較低的起燃溫度和較高的熱穩定性的以陶瓷蜂窩為載體的雙功能催化劑；本發明的另一個目的在于提供該催化劑制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種以陶瓷蜂窩為載體的雙功能催化劑，其特征在于它包括陶瓷蜂窩載體，CuO-CeO₂-Y₂O₃固溶體涂層和貴金屬；CuO-CeO₂-Y₂O₃固溶體的質量百分數為陶瓷蜂窩載體的3.5％～20％，CuO-CeO₂-Y₂O₃固溶體中CuO和CeO₂兩種氧化物的摩爾比CuO∶CeO₂為1.00∶0.11～1.00∶9.00，CuO-CeO₂固溶體與Y₂O₃的摩爾比為1.00∶0.25～1.00∶4.00，貴金屬的質量百分數為陶瓷蜂窩載體的0.1％～0.5％。

所述的貴金屬為Pt或者Pd或者Pt、Pd的共存物。

所述的CuO-CeO₂-Y₂O₃固溶體涂層為不同比例的CuO、CeO₂和Y₂O₃。

所述的陶瓷蜂窩載體是堇青石質陶瓷蜂窩載體。

一種以陶瓷蜂窩為載體的雙功能催化劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

a.在CuO-CeO₂固溶體中加入Y(NO₃)₃或Y(OH)₃，與檸檬酸混合，加入去離子水攪拌均勻，制成涂覆涂層液；

b、將陶瓷蜂窩浸入上述涂覆涂層液0.1～2小時取出，除去殘留于陶瓷蜂窩載體孔道中的涂覆涂層液；放置1～12小時晾干，再于80℃～150℃干燥0.5～12小時，最后在高溫爐中300℃～500℃焙燒2～6小時；

c、配置含有貴金屬活性組分的浸漬液；

d、取步驟c得到的浸漬液，加去離子水稀釋，然后將經過步聚b處理的陶瓷蜂窩置于上述稀釋液中，在60℃～120℃的恒溫水浴中浸漬0.5～3小時，取出，除去殘留于陶瓷蜂窩載體孔道中的溶液，在80℃～150℃干燥0.5～12小時，最后在高溫爐中300℃～700℃焙燒2～6小時，最終制得本發明的催化劑。