[發(fā)明專利]一種用于VOCs廢氣催化燃燒Pd基整體式催化劑及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810137599.1
• 申請日: 2018-02-10
• 公開（公告）號: CN108435163A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊繼新;王俊超;王征
• 申請（專利權(quán)）人: 普利飛爾環(huán)保科技（上海）有限公司
• 主分類號: B01J23/44
• 分類號: B01J23/44;B01J37/02;B01J37/16;B01D53/86;B01D53/44
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 孫詩雨

本發(fā)明涉及環(huán)保及化工領(lǐng)域，目的在于提供一種用于VOCs廢氣催化燃燒的Pd基整體式催化劑及其制備方法。該催化劑以堇青石蜂窩陶瓷為載體，以活性Al₂O₃為第一涂層，重點(diǎn)涂覆Pd作為第二涂層，為催化活性成分。本發(fā)明制備的Pd基整體式催化劑活性成分與載體基體結(jié)合力強(qiáng)，涂層分散均勻，不易龜裂和脫落，熱穩(wěn)定性高、使用壽命長，催化活性強(qiáng)，完全適用大風(fēng)量、較高溫度和高濃度VOCs廢氣的催化燃燒。本發(fā)明原材料為普通的化工原料，容易購買，制備工藝簡單，成本相對較低，適合大規(guī)模化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)保催化材料、VOCs污染治理及化工技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種用于VOCs廢氣催化燃燒Pd基整體式催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是指常溫下飽和蒸氣壓大于70Pa，常壓下沸點(diǎn)在260℃以內(nèi)的有機(jī)化合物，在工業(yè)生產(chǎn)中主要產(chǎn)生于石油石化、機(jī)械涂裝、印刷、油漆涂料、電子等行業(yè)，主要成分為苯、甲苯、二甲苯及非甲烷總烴等物質(zhì)，這些物質(zhì)進(jìn)入大氣候經(jīng)過光化學(xué)作用形成二次有機(jī)氣溶膠，是產(chǎn)生霧霾的主要原因之一。此類物質(zhì)大部分都具有致癌、致畸、致突變、引發(fā)中毒死亡，對環(huán)境和人體健康造成巨大的危害。

目前，VOCs有機(jī)廢氣處理方法主要有吸附法、吸收法、冷凝回收法、直接燃燒法、等離子體法、光催化法和催化燃燒法等，而催化燃燒法是目前起燃溫度低、能耗低、去除率最高、操作方便易行、無二次污染、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，已在歐美等國家得到廣泛應(yīng)用，目前國內(nèi)VOCs廢氣處理也以催化燃燒法為主。然而我國工業(yè)應(yīng)用的催化燃燒催化劑大部分仍以進(jìn)口催化劑為主，且以Pt、Pd、Rh等貴金屬為活性組分，堇青石蜂窩陶瓷為載體。

現(xiàn)階段國內(nèi)外催化燃燒所用催化劑主要分為貴金屬系列和過渡族金屬氧化物系列兩大類，貴金屬系列以Pt、Pd、Rh等貴金屬為活性組分，此類催化劑活性高、壽命長；過渡族金屬氧化物系列主要是La、Sr、Y、Mn等金屬氧化物，此類催化劑價格低廉，在一定條件下可達(dá)到貴金屬催化劑的催化效果，但該類催化劑耐久性差，使用壽命短，一定程度上限制了其使用。

專利1415410A公開了一種催化燃燒催化劑及其制備方法。是將Al₂O₃、TiO₂、CeO₂、ZrO₂等組分加水制成漿液涂覆蜂窩陶瓷載體，再利用有機(jī)酸競爭吸附將貴金屬負(fù)載在涂層上。解決了現(xiàn)有技術(shù)中催化燃燒催化劑的貴金屬組分利用率低、分散不均勻的問題。但是其載體涂層負(fù)載量低，在高速高溫氣流的沖刷下、易脫落。CN102872920A公開的方法中，采用對蜂窩陶瓷載體進(jìn)行超聲預(yù)處理的方法，預(yù)處理后的蜂窩陶瓷載體負(fù)載涂層、干燥和焙燒，涂覆活性金屬組分制備成催化劑。解決了涂層易龜裂和脫落的問題，但是需要嚴(yán)格控制超聲處理的時間及頻率，否則會導(dǎo)致孔壁塌陷，尤其是不同強(qiáng)度的載體材料，對超聲處理要求太高，不利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

以上所述的有機(jī)廢氣催化劑都是采用蜂窩陶瓷載體，漿料涂層和貴金屬涂覆的方法制備，這種方法，制備工藝過程復(fù)雜，周期過長。并且助劑粉末、活性Al₂O₃涂層、載體三者之間的結(jié)合強(qiáng)度低，容易龜裂、脫落，直接影響催化活性。另外，在高溫下，添加的氧化物助劑粉末容易與Al₂O₃涂層發(fā)生固相反應(yīng)，生成尖晶石類化合物。如CeO₂在高溫下與Al₂O₃反應(yīng)生成CeAlO₃，La₂O₃在高溫下與Al₂O₃反應(yīng)生成LaAlO₃。大大降低了催化活性，整體來看，上述催化劑都存在穩(wěn)定性差、處理高溫高速的VOCs廢氣時催化劑涂層易脫落，活性低，易失活且對不同有機(jī)廢氣的適應(yīng)性差等不足之處。因此，開發(fā)出涂層結(jié)合牢固且穩(wěn)定性、活性較高，適應(yīng)性廣泛的催化劑勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容