[發明專利]用于凈化工業有機廢氣的整體式Pd催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310181538.2
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103240083A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 羅孟飛;周仁美;章軒語;金凌云
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學;金華氟特催化科技有限公司
• 主分類號: B01J23/44
• 分類號: B01J23/44;B01D53/86
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

技術領域

本發明涉及一種化學催化劑，特別涉及一種用于凈化工業有機廢氣催化凈化的整體式Pd催化劑及其制備方法。

背景技術

石油化工、涂料、金屬制品涂裝、印刷、制藥、皮革、紡織印染等行業的生產過程，都會釋放出甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯、丙酮等揮發性有機化合物（簡稱VOCs）。揮發性有機物是造成大氣污染的主要有害物之一，也是造成光化學污染，形成細顆粒物（PM2.5）的主要來源，能導致人類中樞神經系統、呼吸系統、免疫系統、生殖系統等的異常（J.J.Spivey,?Ind.?Eng.?Chem?Res?1987,?26:2165-2180），可造成急性和慢性中毒，致癌及基因突變等。

催化燃燒是凈化揮發性有機廢氣最有效的方法之一，它利用有機廢氣催化劑的作用下，可在較低溫度發生氧化反應，生成二氧化碳和水，同時放出熱量。催化燃燒技術對揮發性有機物的應用范圍廣，幾乎能處理所有的VOCs，且無二次污染。

目前，用于凈化工業廢氣的催化劑，大多采用堇青石蜂窩陶瓷載體，在蜂窩陶瓷表面涂覆氧化鋁、氧化鈰、氧化鋯等復合氧化物作為第二載體，再采用浸漬法負載貴金屬Pd或Pt。

中國發明專利CN141510A公開了一種用于可燃性廢氣催化燃燒，或催化氧化的催化燃燒催化劑及其制備方法。該發明采用Al₂O₃、CeO₂、ZrO₂為涂層材料，再通過該浸漬法負載活性組分Pt。

采用浸漬或吸附法制備貴金屬催化劑時，存在主要問題是活性組分貴金屬Pd、Pt主要分布在催化劑外表面，使得催化劑表面活性組分容易流失和失活。為了克服這一問題，中國發明專利CN102580734A公開了一種用于高含水量丙烯酸廢氣凈化的整體式催化劑及制備方法，采用一次真空涂覆法將稀土氧化物改性的活性氧化鋁、氧化鈰和微量貴金屬鈀，負載到堇青石蜂窩陶瓷載體表面，制備出一種整體式鈀催化劑，催化劑具有制備過程簡單，活性涂層的負載率高，與蜂窩載體結合力強等特點。然而活性涂層材料中含有2.0~8.0wt%的CeO₂是通過硝酸鈰高溫分解得到。因此，催化劑制備過程會產生大量NOx。中國發明專利CN102658136A公開了含貴金屬的廢氣凈化催化劑的制備方法。該催化劑制備方法是采用先制備涂層復合氧化物材料，再通過浸漬法制備復合氧化物負載貴金屬催化劑，再通過濕磨制得漿液，涂覆到堇青石蜂窩陶瓷載體表面，然而，該催化劑的制備方法比較復雜。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有工業有機廢氣催化劑制備過程存在不足，提供一種抗燃燒能力和熱穩定性較好的用于凈化工業有機廢氣催化凈化的整體式Pd催化劑及其制備方法。

為解決該技術問題，本發明采用的技術方案為：

用于凈化工業有機廢氣催化凈化的整體式Pd催化劑，它包含鈰鋯固溶體、La₂O₃、Nb₂O₅、Al₂O₃、貴金屬Pd和堇青石蜂窩陶瓷載體。將鈰鋯固溶體、La₂O₃、Nb₂O₅、擬薄水鋁石粘合劑、和貴金屬Pd分兩次涂覆到堇青石蜂窩陶瓷載體表面。其中鈰鋯固溶體、La₂O₃、Nb₂O₅、Al₂O₃的總質量為每升蜂窩載體催化劑涂覆40?g，Pd負載量為每升催化劑含Pd為?0.3?g。

該催化劑的制備方法為：化劑分兩次涂覆制備：第一次涂覆漿料為鈰鋯固溶體、La₂O₃、Nb(OH)₅（按Nb₂O₅計算）、擬薄水鋁石粘合劑（按氧化鋁計算）的質量比為58%：2%：2%：38%。第二次涂覆漿料為鈰鋯固溶體、La₂O₃、擬薄水鋁石粘合劑（按氧化鋁計算）、無水乙醇和H₂PdCl₆（按Pd計算）的質量比40%：3%：52.5%：3%：1.5%，按照上述漿料的3%加入無水乙醇。將上述混合均勻的漿料依次均勻涂覆的堇青石蜂窩陶瓷載體上，并用高壓氣體吹出蜂窩陶瓷載體孔隙內多余的漿液。經110°C干燥，500°C焙燒，制得涂覆有Pd的催化劑。