[發明專利]La、Mn改性Pd/γ-Al2O3催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 200910061322.6
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN101518734A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 孫路石;胡松;秦曉楠;向軍;蘇勝
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63;B01J23/656;C10L10/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 李 智

技術領域

本發明涉及低熱值氣體催化燃燒技術領域，特別是涉及一種促進燃燒的催化劑及其制備方法。

背景技術

在生物質能利用技術中，基于生物質氣化的生物質整體氣化聯合循環(B/IGCC)適合于大規模開發利用生物質資源，發電效率較高，是未來生物質工業化應用的主要方式。生物質氣化氣傳統燃燒方式下，燃燒難以點燃和控制，穩定燃燒不易實現。可以通過催化燃燒改善這種情況。目前催化燃燒方面申請的專利主要集中在天然氣(以甲烷為主要氣體成分)燃燒技術，對于以生物質氣化氣體燃料為代表低熱值混合氣體燃料的催化燃燒的研究還開展較少。專利CN?1332035A公開了一種負載型貴金屬完全燃燒催化劑及其制備方法，該專利僅僅涉及天然氣領域燃燒催化劑，制備方法比較復雜，難以大規模工業化應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種La、Mn改性Pd/γ-Al2O3催化劑，提高了催化劑的低溫活性，可大規模工業應用于低熱值氣體催化燃燒。

本發明的另一目的在于提供一種制備上述催化劑的方法，制備的催化劑具有較好的低溫活性，可大規模工業應用于低熱值氣體催化燃燒。

La、Mn改性Pd/γ-Al2O3催化劑，按照質量百分比包括60～80％γ-Al₂O₃、19.9～39.5％La或Mn或其組合，余量為貴金屬Pd。

制備上述催化劑的方法，包括以下步驟：

(1)確定γ-Al₂O₃的吸水量；

(2)將體積小于等于吸水量的硝酸錳或硝酸鑭或其混合溶液與γ-Al₂O₃混合均勻，干燥，焙燒，得到中間催化劑；

(3)用H₂PdCl₄溶液浸漬中間催化劑，再對其清洗至不含有Cl離子，干燥，焙燒，得到催化劑。

所述γ-Al₂O₃的比表面為50.02～59.99m²/g，平均孔徑為22.82～25.05nm，單孔孔容為0.4010～0.4501cm³/g，顆粒球徑為1～3mm。

所述步驟(2)的焙燒溫度為1000℃～1200℃，焙燒時間為1～6小時。

本發明的技術效果體現在：

本發明的制備工藝簡單，由于貴金屬負載量很少，成本比較低，合成了La、Mn改性Pd/γ-Al₂O₃催化劑。焙燒后，較好的催化劑比表面積，可在1％CO(H₂、CH₄)，99％空氣，空速為48000h^-1條件下，實現CO、H₂(150℃-170℃)CH₄(430℃-540℃)低溫起燃，CO、H₂(205℃-220℃)、CH₄(770℃-800℃)完全燃盡的良好性能，高溫運行安全，尾氣中一氧化碳，氧化氮(NO_X)、未燃盡碳氫化合物(UHC)的濃度能顯著降低，濃度遠遠低于10ppm。

將稀土金屬鑭(La)、過渡金屬錳(Mn)引入Pd/γ-Al₂O₃催化劑，一方面極大的提高了催化劑的低溫活性，另外一方面提高催化劑的高溫熱穩定性。可以利用充分發揮貴金屬Pd和稀土金屬La、過渡金屬Mn的各自優點，克服彼此的缺點。

本發明以簡單經濟的制備工藝，制備出催化性能好、起燃溫度底、催化劑壽命長，可工業化應用的低熱值氣體催化燃燒用的催化劑，同時該催化劑也適用于天然氣領域。。

具體實施方式

下面列舉實施例，所用γ-Al₂O₃的比表面為50.02～59.99m²/g，平均孔徑為22.82～25.05nm，單孔孔容為0.4010～0.4501cm³/g，顆粒球徑為1～3mm。

實施例一：制備0.1Pd/La/Al₂O₃