[發明專利]分子篩催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201910919047.0
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN112547110B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 蔣見;繆長喜;盧媛嬌;孫清
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: B01J29/16
• 分類號: B01J29/16;F23G7/07
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;康志梅

本發明公開了一種分子篩催化劑，其包括含有X型分子篩及二氧化鈦的蜂窩載體和負載于該載體上的非貴金屬氧化物，其中所述非貴金屬氧化物選自鈷鉬復合氧化物和/或鈷鉻復合氧化物。本發明還公開了該分子篩催化劑的制備及應用方法。本發明的分子篩催化劑可在不含貴金屬或稀土元素的情況下實現對有機廢氣特別是含溴的有機廢氣的高活性催化處理。

技術領域

本發明屬于催化劑領域，具體涉及一些用于有機廢氣處理的不含貴金屬元素的催化劑。

背景技術

揮發性有機化合物(VOCs)即有機廢氣通常具有揮發性大、容易逸散、且易燃易爆等特點，是一類嚴重危害人類健康、污染環境的大氣污染物，主要來自石油化工、制藥、印刷、噴漆、機動車、制鞋等行業。

VOCs主要包括烴類、BTX(苯、甲苯、二甲苯)、氯代甲烷、氯代乙烯，含雜原子衍生物(主要包括醛、酯、酸、硫、醇、胺等)，還包括甲醛、氯代苯等。VOCs不僅直接危害公眾健康，影響動植物的生長和人類健康，對人的眼、鼻、呼吸道有強烈刺激作用，對心、肺、肝等內臟以及神經系統產生有害影響，甚至造成急性和慢性中毒，可致畸、致癌、致突變。多數VOCs進入大氣能夠破壞臭氧層，形成臭氧層的空洞，或者與臭氧發生光化學反應形成光化學煙霧等，此外VOCs還是PM2.5的前驅物，能夠形成霧霾天氣。因此，控制VOCs污染已經成為大氣污染防治的一項重要工作。

傳統的有機廢氣凈化方法包括吸附法、冷凝法、膜分離法、光催化法和催化燃燒法等，在這些方法中，催化燃燒法是最節能、經濟、高效和環境友好的VOCs治理方法。催化燃燒法的核心在于催化劑的選擇，常見的催化燃燒用催化劑包括貴金屬型催化劑，如Pt、Pd、Rh等，其催化活性高、適用廣泛，但抗鹵素性能差、容易中毒，同時資源稀少、價格昂貴；另外包括氧化物類催化劑，其抗鹵素性能較好，同時價格更低廉，但現有技術中公開的該類金屬復合氧化物類催化劑中通常仍然含有貴金屬元素或含有稀土元素，使其成本仍然較高、原料獲取難度較大，同時單獨使用時催化效率低，而負載使用時的固定性不佳。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是現有技術中通過催化燃燒法處理含溴有機廢氣的催化劑價格昂貴、抗毒性差等問題，提供一種新的分子篩催化劑。本發明所解決的技術問題之二，是提供與技術問題一相對應的催化劑的制備方法。本發明所解決的技術問題之三，是提供與技術問題一相對應的催化劑在處理含溴有機廢氣中的應用。

本發明首先提供了如下的技術方案：

一種分子篩催化劑，包括含有X型分子篩及二氧化鈦的蜂窩載體和負載于該載體上的非貴金屬氧化物，其中所述非貴金屬氧化物選自鈷鉬復合氧化物和/或鈷鉻復合氧化物。

根據本發明的分子篩催化劑的一些實施方式，所述X型分子篩與所述二氧化鈦的質量比為(10～20):1，優選為(12～18):1，更有優選(14～16):1。

根據本發明的分子篩催化劑的一些實施方式，單位體積的蜂窩載體負載的非貴金屬氧化物的含量為30～180g/L。

上述實施方式中，單位體積的蜂窩載體的負載含量c可通過下式計算得到：

根據本發明的分子篩催化劑的一些實施方式，所述鈷鉬復合氧化物中鈷元素與鉬元素的物質的量的比為(5～15):1。

根據本發明的分子篩催化劑的一些實施方式，所述鈷鉬復合氧化物中鈷元素與鉬元素的物質的量的比為(7～12):1。

根據本發明的分子篩催化劑的一些實施方式，所述鈷鉻復合氧化物中鈷元素與鉻元素的物質的量的比為(5～15):1。

根據本發明的分子篩催化劑的一些實施方式，所述鈷鉻復合氧化物中鈷元素與鉻元素的物質的量的比為為(7～12):1。