[發(fā)明專利]一種負(fù)載型催化劑及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811325038.0
• 申請(qǐng)日: 2018-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN111151247A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王勝;王樹東;丁亞;袁中山;汪明哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): B01J23/63
• 分類號(hào): B01J23/63;B01J23/656;B01J23/89;B01J37/18;B01J37/16;F23G7/07
• 代理公司: 北京元周律知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11540
• 代理人: 楊曉云

本申請(qǐng)公開了一種負(fù)載型催化劑，包括活性組分和載體；所述活性組分包括活性金屬元素，所述活性金屬元素選自貴金屬元素中的至少一種；所述載體包括經(jīng)還原處理的金屬氧化物載體；所述金屬氧化物載體中包括載體金屬元素；所述載體金屬元素包括至少一種經(jīng)過還原處理化學(xué)價(jià)可變化的金屬元素。本申請(qǐng)制得的催化劑適用于CH₄、CO以及各種揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的催化燃燒過程，與傳統(tǒng)的負(fù)載方法相比具有較高的活性，而且具有很好的穩(wěn)定性，可以減少貴金屬的用量。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及一種負(fù)載型催化劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于催化劑及其制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

CH₄、CO以及各種VOCs作為一項(xiàng)危害人類健康以及自然環(huán)境的污染源越來越受到人們的重視，近些年來，由于人們對(duì)環(huán)保的呼聲和要求日益強(qiáng)烈，各國紛紛加大了對(duì)環(huán)境保護(hù)的力度。催化燃燒處理廢氣濃度寬，無二次污染，是國內(nèi)外凈化CH₄、CO以及各種VOCs最有效方法；且隨著企業(yè)環(huán)保意識(shí)的提高，大家對(duì)環(huán)保設(shè)備的要求也相應(yīng)提高，催化燃燒在污染物凈化領(lǐng)域的應(yīng)用將進(jìn)一步加強(qiáng)。

在CO、碳?xì)浠衔锖透鞣NVOCs的催化燃燒以及汽車的三效催化劑中應(yīng)用較多的是Pd、Pt等貴金屬催化劑，但是貴金屬資源有限且價(jià)格昂貴，使用普通的浸漬法制備催化劑往往需要較高的貴金屬負(fù)載量，而且容易發(fā)生高溫團(tuán)聚的現(xiàn)象，制備高活性和穩(wěn)定性的貴金屬催化劑是實(shí)現(xiàn)催化劑工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。

專利CN 104069869公開了一種整裝式催化劑。首先用酸或堿對(duì)金屬相骨架或經(jīng)合金化處理后的金屬相骨架進(jìn)行多孔化處理后進(jìn)行焙燒，制得多孔化的錨附氧化物的金屬相載體；然后對(duì)所制備的金屬相載體進(jìn)行等體積浸漬處理和焙燒，得到具有高效、高活性的整裝式催化劑。

專利CN 101327436公開了一種，以耐高溫、耐腐蝕的Ni基合金NiCrFeAl合金薄片作為載體，在該合金薄片上涂敷有貴金屬Pd催化劑活性組分，用于催化燃燒消除易揮發(fā)性有機(jī)廢氣，具有高活性、高機(jī)械性能、高熱穩(wěn)定性的特點(diǎn)。

以上這些公開的這些催化劑的制備方法中存在的不足在于載體處理所用的酸或堿易造成設(shè)備腐蝕，以及污染環(huán)境，不利于其工業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種負(fù)載型催化劑，該負(fù)載型催化劑適用于CH₄、CO以及各種揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的催化燃燒過程，與傳統(tǒng)的負(fù)載方法相比具有較高的活性，而且具有很好的穩(wěn)定性，可以減少貴金屬的用量，可作為兼具高活性和高溫穩(wěn)定性的燃燒催化劑。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N負(fù)載貴金屬的高活性燃燒催化劑及其制備方法，該催化劑包括含有貴金屬的活性組分和載體兩部分，所述的活性組分由Pd、Pt、Rh等貴金屬中的一種或幾種的組合構(gòu)成，載體為含至少一種可還原的金屬氧化物或可還原金屬氧化物和其他難熔金屬氧化物組合構(gòu)成的多元氧化物。該催化劑的制備方法為，將所需載體還原后與貴金屬的鹽溶液混合，靜置后經(jīng)過濾、洗滌、干燥、焙燒即得所需催化劑。本發(fā)明制得的催化劑適用于CH₄、CO以及各種揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的催化燃燒過程，與傳統(tǒng)的負(fù)載方法相比具有較高的活性，而且具有很好的穩(wěn)定性，可以減少貴金屬的用量。

所述負(fù)載型催化劑，其特征在于，包括活性組分和載體；

所述活性組分包括活性金屬元素，所述活性金屬元素選自貴金屬元素中的至少一種；

所述載體包括經(jīng)還原處理的金屬氧化物載體；

所述金屬氧化物載體中包括載體金屬元素；所述載體金屬元素包括至少一種經(jīng)過還原處理化學(xué)價(jià)可變化的金屬元素。

可選地，所述還原處理包括氫氣還原、水合肼還原。

可選地，所述載體為單一氧化物或多元復(fù)合氧化物載體。