[發(fā)明專(zhuān)利]一種貴金屬、過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合催化劑及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010363029.1
• 申請(qǐng)日: 2020-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111514905A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘俊;王洋洋;朱虹宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司金城南京機(jī)電液壓工程研究中心
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/89
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/89;B01J23/656;B01J23/63;B01J37/03;B01J37/08;B01J37/02;B01J37/18;C10L3/00;B01D53/86;B01D53/46
• 代理公司: 中國(guó)航空專(zhuān)利中心 11008
• 代理人: 白瑤君

本發(fā)明屬于飛機(jī)安全工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種貴金屬、過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合催化劑及其制備方法。該催化劑應(yīng)用于飛機(jī)油箱綠色惰化系統(tǒng)，其特征在于，復(fù)合催化劑以納米氧化鈰為載體，以貴金屬、過(guò)渡金屬為負(fù)載。本發(fā)明解決不能滿足機(jī)載油箱催化惰化系統(tǒng)的技術(shù)需求的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于飛機(jī)安全工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種貴金屬、過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合催化劑及其制備方法。

發(fā)明背景

隨著全世界航空事業(yè)的發(fā)展，飛行安全問(wèn)題日趨突出。在飛機(jī)安全事故中，機(jī)載油箱爆炸占有較高的比例，因此，機(jī)載油箱如何綠色惰化已成為飛機(jī)安全的焦點(diǎn)之一，近年來(lái)發(fā)達(dá)國(guó)家多家航空公司開(kāi)展機(jī)載油箱惰化系統(tǒng)的研究。2010年，圣地亞哥的技術(shù)發(fā)展公司(PhyreTechnologiesInc.)率先開(kāi)發(fā)了綠色惰性氣體生產(chǎn)系統(tǒng)(GOBIGGS(TM))，并已經(jīng)證實(shí)此系統(tǒng)可通過(guò)大量減少氧含量而降低了油箱的易燃性，避免由于點(diǎn)火源而導(dǎo)致的潛在的爆炸危險(xiǎn)。現(xiàn)有的惰性氣體生產(chǎn)系統(tǒng)(OBIGGS)持續(xù)將汽油蒸氣排入到環(huán)境中，而GOBIGGS(TM)系統(tǒng)使用的是先進(jìn)的閉路催化惰化設(shè)計(jì)，即將汽油蒸氣轉(zhuǎn)化為惰性氣體，并循環(huán)于閉路的油箱體系中，碳?xì)浠衔锏任廴疚锊粫?huì)排入到大氣中，不僅減少了燃料蒸氣對(duì)環(huán)境的破壞，還降低了對(duì)機(jī)場(chǎng)人員的危險(xiǎn)。鑒于目前對(duì)全球變暖及環(huán)境、安全問(wèn)題的關(guān)注，GOBIGGS(TM)系統(tǒng)已經(jīng)成為大型客機(jī)和軍事飛行器開(kāi)發(fā)的重要技術(shù)之一。

我國(guó)飛機(jī)制造業(yè)已在國(guó)際上取得一系列令人矚目的重大進(jìn)展，然而，機(jī)載油箱惰化系統(tǒng)尚處于未開(kāi)發(fā)狀態(tài)，沒(méi)有任何基礎(chǔ)或應(yīng)用基礎(chǔ)的進(jìn)展報(bào)道。國(guó)際上在開(kāi)發(fā)飛機(jī)油箱催化惰化系統(tǒng)的研究中，主要集中于燃?xì)馀c氧氣通過(guò)催化消除而使系統(tǒng)遠(yuǎn)離爆炸極限的技術(shù)開(kāi)發(fā)，主要專(zhuān)利技術(shù)有US7694916(圣地亞哥的技術(shù)發(fā)展公司)，US5207734(法依利技術(shù)公司)，US6463889(法依利技術(shù)公司)，其中法依利技術(shù)公司的專(zhuān)利在中國(guó)注冊(cè)。這些專(zhuān)利的關(guān)鍵技術(shù)在于機(jī)載油箱催化惰化系統(tǒng)所涉及的催化劑，包括復(fù)合氧化物催化劑、非貴金屬氧化物催化劑、貴金屬催化劑(鉑、鈀、金、銀)以及貴金屬與非貴金屬?gòu)?fù)合催化劑、稀土催化劑、氮化物和碳化物催化劑、酶等等。

我國(guó)RP-3航空煤油模擬可表達(dá)成C_9.75H_20.52，即主要成分為C₉、C₁₀、C₁₁。機(jī)載油箱環(huán)境溫度范圍為-40-54℃，相應(yīng)油箱的平衡氣體有機(jī)物(蒸汽中的活性組分)濃度從0.4％-5％(體積百分比)。由于耗油引起的油箱液面的降低或氣流的變化都可能引入外來(lái)空氣，油箱中燃油蒸汽和氧濃度可能處于爆炸范圍內(nèi)。出于安全起見(jiàn)，飛機(jī)油箱催化惰化系統(tǒng)的溫度設(shè)置在100-350℃(CN101233049B)，空氣和燃油蒸汽混和氣體引入催化劑床層，在催化劑的作用下燃料蒸汽和氧氣反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳和水蒸氣，氧量降低，使油箱體系遠(yuǎn)離爆炸極限。通過(guò)冷凝將水濾出，二氧化碳作為惰性氣體，回到油箱繼續(xù)參與除氧循環(huán)。在RP-3航空煤油含有的長(zhǎng)鏈烷烴和苯類(lèi)芳香烴低溫氧化反應(yīng)中，碳鏈斷裂、重排極易在催化劑表面發(fā)生聚合、成碳，造成催化劑結(jié)碳失活。解決機(jī)載油箱惰化系統(tǒng)中催化劑低溫結(jié)碳問(wèn)題的關(guān)鍵在于提高催化劑低溫烷烴氧化性能，即將燃油蒸汽中活性組分直接氧化至CO/CO₂。

目前現(xiàn)有的RP-3航空煤油中有機(jī)活性組分催化氧化技術(shù)存在種種技術(shù)缺陷，如催化氧化起燃溫度高、催化劑耐結(jié)碳等穩(wěn)定性能差等，尚不能滿足機(jī)載油箱催化惰化系統(tǒng)的技術(shù)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種貴金屬、過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合催化劑及其制備方法，解決不能滿足機(jī)載油箱催化惰化系統(tǒng)的技術(shù)需求的問(wèn)題。

第一方面，提供一種貴金屬、過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合催化劑，應(yīng)用于飛機(jī)油箱綠色惰化系統(tǒng)，復(fù)合催化劑以納米氧化鈰為載體，以貴金屬、過(guò)渡金屬為負(fù)載；

所述貴金屬為Pt、Pd、Ru、Rh金屬或氧化物之一或幾種，以所述催化劑重量為基準(zhǔn)，所述貴金屬負(fù)載量為0-5重量％；