[發明專利]一種簡便的銅錳復合氧化物整體式催化劑制備方法

無效

• 申請號: 201110195027.7
• 申請日: 2011-07-13
• 公開（公告）號: CN102319573A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 吳東方;李望兵;邊珊珊;傅慧云;馮翔;馬婧雯
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01D53/72;B01D53/86
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種簡便的整體式催化劑制備方法，具體是一種用于有機廢氣催化燃燒凈化的銅錳復合氧化物整體式催化劑的簡便制備方法。

背景技術

整體式催化劑是有許多狹窄的平行通道整齊排列的一體化催化劑，通常由整體載體、涂層和活性組分三部分組成。整體載體是催化劑的基本骨架，常見蜂窩陶瓷載體和金屬載體兩類；涂層用來增加催化劑的比表面積，同時還可以增強負載活性組分在整體載體上的附著性能，有些涂層本身也具有一定的催化活性；活性組分是整體式催化劑的關鍵部分，能夠提供反應所需的催化活性位。由于具有床層壓降低、催化效率高、放大效應小等優點，近年來整體式催化劑已被廣泛應用于許多化工領域，如汽車尾氣和工業有機廢氣催化燃燒、天然氣催化燃燒、NOx選擇性催化還原以及一些有機合成的多相反應等，已成為當今多相催化領域中最具發展潛力的研究方向之一。

催化燃燒是一種實用簡便的有機廢氣凈化處理技術，該技術是將有機物分子在催化劑表面作用發生深度氧化轉化為無害的二氧化碳和水。催化活性材料大多采用貴金屬、非金屬氧化物或二者的混合物。如專利CN101138728B涉及一種凈化有機廢氣的金屬氧化物混合物催化劑及其制備方法。該催化劑以硝酸強化預處理的堇青石蜂窩陶瓷為載體，在載體上一次性負載鈰鑭鋯混合氧化物改性的活性氧化鋁涂層與含多種金屬氧化物混合物的活性組分，所制備的催化劑對苯、甲苯、二甲苯以及多環芳烴等有機廢氣具有催化燃燒效率高和起燃溫度低等優點。

隨著整體式催化劑在有機廢氣催化燃燒凈化等領域的廣泛應用，其需求量越來越大，因此急需解決大規?；啽闵a問題。有關整體式催化劑的制備，目前通常采用兩步法，即在蜂窩陶瓷載體上先涂覆一層γ-Al₂O₃等活性涂層，然后再通過浸漬等過程負載銅錳等活性組分。該制備過程比較繁瑣，為此開發一種既具有高活性又操作簡便的整體式催化劑具有重要意義。

發明內容

技術問題：?本發明的目的在于針對目前整體式催化劑制備過程復雜、活性物質在整體載體上粘附穩定性較低等不足，提供了一種用于有機廢氣催化燃燒凈化的銅錳復合氧化物整體式催化劑的簡便制備方法。

技術方案：本發明的簡便的銅錳復合氧化物整體式催化劑的制備方法為：將擬薄水鋁石、尿素、表面活性劑、金屬硝酸鹽和去離子水混合，其中按重量計算：

擬薄水鋁石????15～30?wt%

尿素??????????6?～36?wt%

表面活性劑????1?～15?wt%

硝酸銅????????1.8～5.8?wt%

硝酸錳????????2.0～6.5?wt%

去離子水??????30?～60?wt%，

用硝酸調節pH值為1.5～3，攪拌制成具有良好流動性、均勻穩定、含活性金屬鹽的一體化溶膠漿液，然后將酸蝕預處理的堇青石蜂窩載體浸泡其中1～3?min，再經80～150?℃干燥0.5～3?h、400～800?℃焙燒2～10?h后制得整體式催化劑。

所述的表面活性劑為陽離子型CTAB、陰離子型SDBS、非離子型Tween20或非離子型Tween80中的一種或幾種。

有益效果：本發明整體式催化劑制備方法的制備工藝簡單，而且所制備有機廢氣催化燃燒催化劑具有性能優良、機械穩定性高、價格低廉等優點。

具體實施方式

本發明所制備的整體式催化劑采用堇青石蜂窩陶瓷載體為基質，在其孔道內表面涂覆有γ-Al₂O₃涂層以及銅錳復合氧化物活性組分。氧化鋁負載量（相對于陶瓷載體的初始質量）為15.1~23.5?wt%，銅錳復合氧化物活性組分中銅錳摩爾比為1:1，銅錳氧化物負載量（相對于陶瓷載體的初始質量）為2.05~3.20?wt%。

本發明的整體式催化劑制備方法為：先將擬薄水鋁石與金屬硝酸鹽等混合制備成含活性金屬鹽的一體化鋁溶膠，然后采用一步法將其涂覆于堇青石載體，具體過程如下：