[發(fā)明專利]用于催化燃燒甲苯的復(fù)合型非貴金屬氧化物催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611073528.7
• 申請(qǐng)日: 2016-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106732539B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉程;李飛;仵靜;侯鑫;黃偉;蘭力強(qiáng);龐菊玲;滿雪;高明明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安元?jiǎng)?chuàng)化工科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/34
• 分類號(hào): B01J23/34;F23G7/07
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發(fā)明提供了一種用于催化燃燒甲苯的復(fù)合型非貴金屬氧化物催化劑，該催化劑以TiO₂為載體，以負(fù)載在TiO₂上的復(fù)合型非貴金屬氧化物為活性組分，所述復(fù)合型非貴金屬氧化物的結(jié)構(gòu)式為：Sn_1?xMn_xO₂，x滿足：0.05≤x≤0.5，所述復(fù)合型非貴金屬氧化物的質(zhì)量占催化劑質(zhì)量的10％～30％。本發(fā)明還提供了一種制備上述催化劑的方法，以及利用該催化劑對(duì)甲苯進(jìn)行催化燃燒的方法。本發(fā)明催化劑為復(fù)合型非貴金屬氧化物催化劑，能夠快速、高效地消除工業(yè)尾氣中的甲苯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于催化燃燒甲苯的復(fù)合型非貴金屬氧化物催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

甲苯是一種揮發(fā)性有機(jī)物，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康具有極大的危害，它廣泛產(chǎn)生于石油化工、印刷、制藥等生產(chǎn)過(guò)程。近年來(lái)，我國(guó)陸續(xù)出臺(tái)了多部法規(guī)助力揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)治理，通常用于甲苯催化燃燒的催化劑主要分為兩大類：貴金屬如Pt、Pd、Rh等，以及非貴金屬氧化物如鈣鐵礦、六鋁酸鹽、復(fù)合金屬氧化物等。其中，貴金屬催化劑雖然具有較好的低溫活性，但其易燒結(jié)、價(jià)格昂貴等問(wèn)題嚴(yán)重制約了貴金屬催化劑的工業(yè)應(yīng)用。因此，開(kāi)發(fā)一種用于催化燃燒甲苯的非貴金屬催化劑具有重要的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

在非貴金屬氧化物材料中，鈣鐵礦型和六鋁酸鹽催化劑的穩(wěn)定性較貴金屬雖然有所提高，但其通常低溫活性較低，故通常用于高濃度的甲烷催化燃燒反應(yīng)。過(guò)渡金屬氧化物如氧化銅、氧化錳等，常被應(yīng)用于甲苯催化燃燒領(lǐng)域，在低溫階段有出色的催化活性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于催化燃燒甲苯的復(fù)合型非貴金屬氧化物催化劑。該催化劑能夠快速、高效地消除工業(yè)尾氣中的甲苯。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種用于催化燃燒甲苯的復(fù)合型非貴金屬氧化物催化劑，其特征在于，該催化劑以TiO₂為載體，以負(fù)載在TiO₂上的復(fù)合型非貴金屬氧化物為活性組分，所述復(fù)合型非貴金屬氧化物的結(jié)構(gòu)式為：Sn_1-xMn_xO₂，x滿足：0.05≤x≤0.5，所述復(fù)合型非貴金屬氧化物的質(zhì)量占催化劑質(zhì)量的10％～30％。

上述的一種用于催化燃燒甲苯的復(fù)合型非貴金屬氧化物催化劑，其特征在于，所述x＝0.2。

上述的一種用于催化燃燒甲苯的復(fù)合型非貴金屬氧化物催化劑，所述復(fù)合型非貴金屬氧化物的質(zhì)量占催化劑質(zhì)量的20％。

另外，本發(fā)明還提供了一種制備上述催化劑的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將Mn(CH₃COO)₂·4H₂O和SnCl₄溶解于去離子水中，超聲振蕩0.5h后加入TiO₂粉體，攪拌均勻后得到懸浮液；

步驟二、對(duì)步驟一中所述懸浮液進(jìn)行攪拌，并在攪拌過(guò)程中滴加氨水，使懸浮液的pH值調(diào)至8～10，過(guò)濾后得到沉淀；

步驟三、將步驟二中所述沉淀置于烘箱中，在溫度為120℃的條件下干燥12h～24h；

步驟四、將步驟三中干燥后的沉淀置于馬弗爐中，以5℃/min～7℃/min的升溫速率升溫至650℃后保溫4h～8h進(jìn)行焙燒處理，得到用于催化燃燒甲苯的復(fù)合型非貴金屬氧化物催化劑。

除此之外，本發(fā)明還提供了一種利用上述催化劑對(duì)甲苯進(jìn)行催化燃燒的方法，其特征在于，該方法為：將催化劑裝填于反應(yīng)器中并升溫至200℃～300℃，恒溫后以80000h^-1的質(zhì)量空速向反應(yīng)器內(nèi)持續(xù)通入含有甲苯的混合氣體，使混合氣體中的甲苯在催化劑的催化下燃燒分解，生成二氧化碳和水。