[發明專利]催化氧化揮發性有機污染物的銀基雙金屬催化劑、制備方法及其應用無效

申請號：	201010542004.4	申請日：	2010-11-12
公開（公告）號：	CN101992105A	公開（公告）日：	2011-03-30
發明（設計）人：	曲振平;張薇薇	申請（專利權）人：	大連理工大學
主分類號：	B01J23/89	分類號：	B01J23/89;B01J23/68;B01J37/02;B01D53/86;B01D53/72
代理公司：	大連理工大學專利中心 21200	代理人：	梅洪玉
地址：	116023 遼***	國省代碼：	遼寧;21
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摘要：
搜索關鍵詞：	催化氧化揮發性有機污染物雙金屬催化劑制備方法及其應用
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于大氣污染治理技術領域，涉及一種雙金屬催化劑制備方法，特別涉及到一種具有吸附-催化雙功能的負載型納米銀基雙金屬催化劑制備方法及其應用，第二組分為過渡金屬Cu，Co，Ce，Mn等中的任意一種。

背景技術

甲苯作為揮發性有機化合物(VOCs)中的一種代表性污染物，廣泛存在于油漆、涂料的噴涂和使用有機黏合劑的作業以及食品、油脂、皮革和毛的加工的過程中。其毒性大，容易通過吸入或皮膚接觸進入人體，對人體健康造成極大的危害。因此，開發以甲苯為代表的VOCs處理技術勢在必行。

催化燃燒法是消除VOCs污染最有效和最常用的方法之一，具有能量利用率高、起燃溫度低和環境友好等優點。催化活性高，選擇性好以及相對于貴金屬成本低的銀基催化劑是一種重要的過渡金屬催化劑，一直受到廣大研究者的重視。單金屬銀負載型催化劑在低溫條件下對低濃度揮發性有機物甲苯的催化活性并不高。為了提高銀催化劑的催化活性，人們嘗試各種方法：由于預處理條件可以影響催化劑中銀物種的形成，美國專利(US5602070A，1997；US5736483A，1998))通過改變催化劑的預處理氣氛和溫度來達到較高的活性；由于助催化劑的加入，可以改變銀催化劑的結構和形態，有專利報道在催化體系中加入堿金屬(CN1426835A，2003；CN87103275A，1987)可以有效提高催化劑的活性；由于在雙金屬催化劑中，第二組分的加入能有效改進催化劑性能并形成協同作用，貴金屬與銀組成的雙金屬催化劑已見相關報道(CN1232719A，1999)。目前，在銀催化體系中引入過渡金屬形成低溫催化活性較好的雙金屬催化劑的報道并不多，因此，開發一種對VOCs具有很好的低溫吸附-催化功能并且經濟實用的催化劑意義重大。

發明內容

本發明提供了一種催化氧化揮發性有機污染物的銀基雙金屬催化劑、制備方法及其應用，是在介孔分子篩、氧化物等材料上負載銀及另一種過渡金屬制備雙金屬催化劑，該催化劑主要用于VOCs的催化燃燒凈化處理。

本發明的技術方案如下：

(1)本發明所述的銀基雙金屬催化劑的載體為介孔分子篩，如SBA-15、MCM-41或MCM-48等；氧化物是氧化鋁、氧化硅或氧化鈰等；除銀以外第二組分設為M，M為Cu、Co、Ce、Mn等過渡金屬中的任意一種；相對于載體，金屬銀和M負載量的總質量百分比小于或等于16％，金屬相對質量百分比可以是Ag∶M＝1∶0，5∶1；2∶1；1∶1；1∶2；1∶5或0∶1。

上述的銀基雙金屬負載型催化劑采用等體積浸漬法在避光的條件下制得，具體步驟如下：

(2)測量載體的等體積的水吸附體積；

(3)按照不同的負載量稱取相應的硝酸銀和第二種硝酸鹽同時溶解于載體單位吸水量的水中，直至完全溶解；

(4)將所需載體量攪拌、溶解在上述步驟(2)得到的原液中，靜置10-30min后繼續攪拌得到樣品；

(5)將上述步驟(3)得到的樣品在室溫下干燥，過夜；

(6)將上述步驟(4)得到的樣品在80-120℃中保持12-24h；

(7)將上述步驟(5)得到的樣品放在400-700℃下在空氣中煅燒，保持2-4h；

前述的催化劑，可根據不同的需要制成各種結構和形狀，例如可將催化劑制成球狀或塊狀使用等等。

本發明的納米銀基雙金屬催化劑結構穩定，雙金屬之間獨特的協同作用等特性，既適用于常溫條件下，VOCs中甲苯的吸附富集去除，亦適用于適當溫度下(250-350℃)甲苯完全轉化為無毒無害的H₂O和CO₂。

本發明的有益效果是：

(1)相較于貴金屬催化劑，該雙金屬催化劑的原料廉價易得，制備方法簡單，并且可以有效的去除空氣中低濃度的揮發性有機物。

(2)不同的雙金屬中，以第二金屬是銅為例，當1∶2＜Ag∶Cu≤2∶1時對甲苯的低溫催化活性最好。