[發明專利]用于天然氣車尾氣甲烷凈化的分子篩催化劑及制備和應用

有效

• 申請號: 201210078645.8
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN102626652A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 李俊華;陳景歡;李冬芳;郝吉明
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01J29/78
• 分類號: B01J29/78;B01J29/48;B01J29/16;B01J29/85;B01J29/26;B01J29/69;B01D53/94;B01D53/72
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

1.一種用于天然氣車尾氣甲烷凈化的分子篩催化劑，其特征在于，以過渡金屬元素鈷和鉻作為活性組分，擔載在天然或人工合成的分子篩上，所述分子篩為β型分子篩、ZSM-5分子篩、鎂堿沸石、絲光沸石、Y型分子篩或者SAPO分子篩，分子篩上鈷和鉻的總擔載量(以重量計)為1～40％，鈷鉻摩爾比介于0.01～100。

2.根據權利要求1所述的分子篩催化劑，其特征在于，所述分子篩上鈷和鉻的總擔載量(以重量計)為1％，鈷鉻摩爾比為1。

3.根據權利要求1所述的分子篩催化劑，其特征在于，所述分子篩上鈷和鉻的總擔載量(以重量計)為40％，鈷鉻摩爾比為19。

4.根據權利要求1所述的分子篩催化劑，其特征在于，所述分子篩上鈷和鉻的總擔載量(以重量計)為20％，鈷鉻摩爾比為3。

5.根據權利要求1所述的分子篩催化劑，其特征在于，所述分子篩上鈷鉻摩爾比為1∶2。

6.一種權利要求1所述分子篩催化劑的制備方法，其特征在于，依次包括以下步驟：

步驟一，將分子篩材料以1℃/min的升溫速率從室溫升到350±20℃，保持1～2小時；繼續以1℃/min的升溫速率升溫至550～600℃，并保持8～12小時；

步驟二，按比例將所需量的可溶性鈷鹽和可溶性鉻鹽溶解在去離子水中，配成溶液，溶液濃度為1～2mol/L，作為制備催化劑的前驅體溶液；

步驟三，采用共浸漬法，將步驟一中所得分子篩浸入步驟二中含有活性組分的前驅體溶液中，分子篩與溶液的重量比在1∶10～1∶2000之間；采用機械攪拌或磁力攪拌充分攪拌1～4小時，將混合液用超聲波輔助振蕩的方式處理1～10h，得到混合物溶液；

步驟四，將所得混合物溶液在均勻攪拌下，在60～80℃溫度范圍內加熱1～12小時，然后100～120℃烘4～24小時；

步驟五，將步驟四所得產物在500～700℃焙燒2～6小時，得催化劑產品。

7.根據權利要求6所述分子篩催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟二中可溶性鈷鹽為硝酸鈷、乙酸鈷或者氯化鈷，可溶性鉻鹽為硝酸鉻或者氯化鉻。

8.根據權利要求6所述分子篩催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟三中機械攪拌或磁力攪拌速度為200～600rpm。

9.一種權利要求1所述分子篩催化劑在天然氣車尾氣甲烷凈化中的應用，其特征在于：反應條件為：反應氣中O₂/CH₄體積濃度比為5～100，適用的空速在5000h^-1至100,000h^-1之間，反應壓力為常壓，適用的操作溫度為250～600℃。