[發明專利]鹵代揮發性有機物催化燃燒粉末催化劑及制備方法以及蜂窩陶瓷整體式催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 201911108879.0
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110918094A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 劉強;盧文新;夏吳;王志剛;商寬祥;張志國;左靜
• 申請（專利權）人: 中國五環工程有限公司
• 主分類號: B01J23/656
• 分類號: B01J23/656;B01J35/04
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

本發明公開了一種鹵代揮發性有機物催化燃燒粉末催化劑及制備方法以及蜂窩陶瓷整體式催化劑。所述粉末催化劑包括載體和活性組分，所述載體為CeO₂?ZrO₂復合氧化物，活性組分為Ru和Mn，其中，Ru占催化劑質量的0.1～0.5％，MnO₂占催化劑質量的5～20％。進一步的以粉末式催化劑加入水和非離子表面活性劑，經球磨后制成涂覆液，涂覆于蜂窩陶瓷上，再經干燥、焙燒、制得蜂窩陶瓷整體式催化劑。本發明原料簡單、生產成本低、工藝方法簡單，制得的催化劑、壽命長、性能穩定、抗鹵代烴中毒性能強。

技術領域

本發明涉及一種化學催化劑及其制備方法，具體的說是一種鹵代揮發性有機物催化燃燒粉末催化劑、蜂窩陶瓷整體式催化劑及制備方法。

背景技術

隨著經濟的發展，大量排放的揮發性有機物已經成為大氣污染的主要來源之一。鹵代揮發性有機物具有毒性高、處理難度大等特點，成為揮發性有機物治理的難點。鹵代揮發性有機物是一類重要的化工原料，廣泛存在于工業生產中。同時，垃圾焚燒等過程也會產生大量的鹵代有機廢氣，危及人類健康和生態環境。

鹵代揮發性有機物的治理日益引起人們的重視。當前采用的主要治理技術包括吸附法、燃燒法、催化燃燒法和生物降解法等技術。與其他技術相比，催化燃燒法具有處理溫度低，能耗低，適用性高、無二次污染等優點，在處理鹵代揮發性有機物領域具有廣闊的應用前景。

催化劑是催化燃燒技術的核心，當前研究較多的催化劑主要有貴金屬類催化劑、復合氧化物類催化劑和鈣鈦礦類催化劑。貴金屬催化劑是當前市場主流催化劑，多以Pt、Pd為活性組分，堇青石蜂窩陶瓷為載體。貴金屬類催化劑反應活性高，但是抗鹵素中毒性能較差，同時高昂的價格也限制了其應用。因此，降低貴金屬負載量和提高其抗鹵素中毒性能成為研究的重點。朱連利等(石油化工,2010,39(4):449-453)采用浸漬法制備了一系列非貴金屬助劑改性的Pt-Pd雙貴金屬催化劑，研究表明，少量的非貴金屬助劑可以顯著提高抗溴中毒能力。由于該催化劑的活性組分仍然是以貴金屬為主，因此成本并未降低。與Pt、Pd相比，貴金屬Ru的價格相對較低，抗鹵素中毒能力較強，受到人們的廣泛關注。CN105126834A公開了一種由粉末式催化劑成型而得的貴金屬釕催化燃燒含溴PTA尾氣的催化劑，ZrO2、Al2O3、SiO2或ZnO修飾的金紅石相TiO2為載體。該催化劑反應溫度低，催化活性高，對溴代烴催化性能穩定，但是釕的負載量較高，催化劑成本高，難以大規模推廣應用。經過優選的復合氧化物類催化劑和鈣鈦礦類催化劑活性可以接近貴金屬催化劑的水平，降低了催化劑成本，但是壽命較低，工業應用較少。專利CN103894200A公布了一種Fe、Ni、Cr、Bi或Mn摻雜四氧化三鈷的催化劑，該催化劑可高效催化燃燒氯代芳烴，但是強度較低，僅適用較低空速廢氣處理。

發明內容

本發明的目的是提供一種催化活性高、壽命長、性能穩定、抗鹵代烴中毒性能強的鹵代揮發性有機物催化燃燒粉末催化劑。

本發明的另一目的是提供一種原料簡單、生產成本低、工藝方法簡單的粉末催化劑的制備方法。

本發明還提供一種催化性能好、強度高，使用壽命長、適用不同空速廢氣處理的蜂窩陶瓷整體式催化劑的制備方法。

本發明鹵代揮發性有機物催化燃燒粉末催化劑，包括載體和活性組分，所述載體為CeO2-ZrO2復合氧化物，活性組分為Ru和Mn，其中，Ru占催化劑質量的0.1～0.5％，MnO2占催化劑質量的5～20％。

所述載體中，ZrO2和CeO2的物質的量之比為(1:19)～(1:3)。

上述鹵代揮發性有機物催化燃燒粉末催化劑的制備方法，包括以下步驟：