[發明專利]一種降解VOCs的催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201810038467.3
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108404920B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 丁輝;崔家浩;王永強
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J37/03;B01J37/10;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/44
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗英

本發明公開了一種降解VOCs的催化劑的制備方法，包括以下步驟：(a)制備載體：通過先后將鈦鹽和含鈰化合物添加至恒溫油浴鍋中的含水乙二醇溶液中完全反應，并在高速離心機上離心分離，用去離子水或乙醇清洗沉淀產物，干燥后在氧氣氛圍里處理制得固體粉末CeO₂和TiO₂的載體；(b)前驅體處理：在原子層沉積儀中將前驅物和反應腔體加熱以避免前驅物的冷凝聚集；(c)制備催化劑：采用原子層沉積法將Pt負載在載體上，之后將合成的樣品在馬弗爐中煅燒，得到復合催化劑Pt?CeO₂/TiO₂。本發明制備的催化劑結構穩定性高，分散性好，VOCs除去率高。

技術領域

本發明屬于環境保護領域，涉及一種降解VOCs的催化劑的制備方法。

背景技術

揮發性有機物VOCs(Volatile Organic Compounds)是一類重要的空氣污染物，世界衛生組織定義為沸點50～260℃、室溫下飽和蒸氣壓超過133Pa的有機化合物，包括烷烴類、烯烴類、芳烴及其衍生物、醇類、醛酮類、胺和酰胺類、酸和酸酐類等。VOCs是一種重要的大氣污染物，對人體的危害大，能導致人體呈現種種不適感，并具有毒性和刺激性。已知許多VOCs具有神經毒性、腎臟和肝臟毒性，甚至具有致癌作用，能損害心血管系統，引起胃腸道紊亂，誘發免疫系統、內分泌系統及造血系統疾病，造成代謝紊亂，同時也是形成光化學煙霧和PM2.5的重要因素，還能導致溫室氣體的產生和臭氧層的破壞。

目前，已報道了多種VOCs末端控制技術，如吸附法、吸收法、低溫等離子體法、光催化氧化法、生物處理法及催化氧化法，其中催化氧化法具有高效和低能耗等優點，可以有效的將多種VOCs催化氧化為CO₂和H₂O，從而引起了廣泛的研究。鉑族金屬催化劑具有良好的催化性能，廣泛用于加氫、脫氫、氧化、還原、異構化、芳構化、裂化等反應。而稀土及其復合氧化物由于其結構中容易形成表面晶格缺陷，使表面晶格氧具有高活性的氧化中心，從而表現出良好的深度氧化能力及較好的低溫起燃活性。CeO₂能起到對Pt的固定以及防止Pt聚集的作用。專利CN1415410A公開了一種催化燃燒催化劑及其制備方法。該專利以貴金屬Pt為活性組分，通過有機酸競爭吸附的方式負載于載體表面，載體表面涂覆Al₂O₃、TiO₂、CeO₂、ZrO₂涂層，制得的催化劑對不含氯的普通污染物去除氯很高，但是存在結構穩定性差、貴金屬分散性不高的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服已有技術的缺點，提供一種用于降解VOCs的催化劑的制備方法，本方法制備的催化劑分散性好，結構穩定性高，使用壽命長、原子利用率高，降低使用成本，且催化效果好，能夠為VOCs的降解提供新的思路與方法。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種降解VOCs的催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(a)制備載體：

(1)將去離子水添加到乙二醇溶液中，攪拌均勻得到含水乙二醇溶液，所述的含水乙二醇溶液中水的體積百分比為20％～50％；

(2)將鈦鹽添加至含水乙二醇溶液中并攪拌，然后在210～280℃的溫度下在恒溫油浴鍋中完全反應得到含二氧化鈦的鹽酸溶液，所述的含二氧化鈦的鹽酸溶液中鈦鹽與乙二醇的質量比為1:10～30；

(3)將含鈰化合物添加至含二氧化鈦的鹽酸溶液中，反應0.5～3小時得到含二氧化鈦和二氧化鈰的鹽酸溶液，含二氧化鈦和二氧化鈰的鹽酸溶液中Ti：Ce摩爾比為1:(0.1～1)；所述的含鈰化合物為硝酸鈰或草酸鈰中的一種或兩種的混合物；