[發(fā)明專利]一種用于VOCs氣體催化燃燒的鎳基催化劑及制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202310101769.1 | 申請日： | 2023-02-10 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN116060018B | 公開（公告）日： | 2023-10-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 劉文舉;靳鵬;黨丹;李飛;王少鋒;張守仁;周云輝;李龍;張靜;胡延韶 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國平煤神馬控股集團(tuán)有限公司;河南工業(yè)大學(xué);平頂山天安煤業(yè)股份有限公司 |
| 主分類號(hào)： | B01J23/83 | 分類號(hào)： | B01J23/83;B01J23/75;B01J23/755;B01J23/10;B01J37/08;B01J35/00;B01J37/02;F23G7/07 |
| 代理公司： | 鄭州云企輕舟專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41216 | 代理人： | 吳素華 |
| 地址： | 467002 河*** | 國省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 vocs 氣體 催化 燃燒 催化劑 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種用于VOCs氣體催化燃燒的鎳基催化劑及制備方法，通過泡沫鎳作為載體，通過MOF負(fù)載Co、Ce、Ni以并將負(fù)載催化劑活性組分的MOF與涂附鋁溶膠的泡沫鎳制備成CoCe泡沫鎳催化劑；多孔泡沫鎳作為載體，減少了催化劑的活性組分的團(tuán)聚，通過活性組分形成MOF前驅(qū)體并負(fù)載在泡沫鎳上，多孔泡沫鎳和MOF的共同作用實(shí)現(xiàn)了催化劑活性組分的均勻分散；同時(shí)金屬組分Co、Ce、Ni相互配合，特別是Ni的MOF結(jié)構(gòu)與泡沫鎳的同金屬協(xié)同作用，可以使Co和Ce的催化活性得到大幅提升，同時(shí)降低催化劑成本，可以在較低用量的Co和Ce的情況下獲得良好的催化效果，使得催化劑能夠在較低溫度下獲得高的催化效率。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及廢氣處理領(lǐng)域，具體地說是一種用于VOCs氣體催化燃燒的鎳基催化劑及制備方法。
背景技術(shù)
VOCs的主要成分有：烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴，它包括：苯系物、有機(jī)氯化物、氟里昂系列、有機(jī)酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。VOCs不僅污染環(huán)境，還危害人體健康。VOCs的來源主要是燃料燃燒和交通運(yùn)輸產(chǎn)生的工業(yè)廢氣、汽車尾氣、光化學(xué)污染等。其中苯系物包括苯、甲苯、二甲苯等，具有強(qiáng)烈的芳香氣味，易燃有毒，被世界衛(wèi)生組織確定為強(qiáng)烈致癌物質(zhì)。因此，降低VOCs排放是。
煤化工行業(yè)中，包括煤的氣化、液化、煉焦以及低溫干餾等化學(xué)工藝，是VOCs的重點(diǎn)排放行業(yè)。在目前的VOCs的處理工藝中，環(huán)保部門規(guī)定廢氣VOCs特征污染物及排放限值如下：甲醇，乙二醇，酚類、苯、甲苯分別為50、50、4、20、15mg/m3，VOCs排放被嚴(yán)格要求。VOCs的處理技術(shù)主要氧化技術(shù)、回收技術(shù)和生物技術(shù)三類，氧化方法有直接燃燒、熱力燃燒、催化氧化、蓄熱燃燒等，主要通過化學(xué)反應(yīng)，將揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化成無害的CO2和H2O以及其他無毒的無機(jī)化合物，也是工業(yè)上應(yīng)用較多的工藝。催化燃燒技術(shù)是降低VOCs排放應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，也是最有效和經(jīng)濟(jì)上最可行的技術(shù)之一。這種技術(shù)的核心在于催化氧化催化劑。在合適的催化劑作用下，VOCs能夠在比直接燃燒過程低得多的溫度(250-500℃)下被氧化。但目前的催化氧化催化劑以負(fù)載型催化劑為主，較多采用貴金屬催化劑，較多催化劑要發(fā)揮較高的催化性能需要較高的金屬負(fù)載量，催化劑需要較高溫度才能保持催化活性；同時(shí)，部分催化劑VOCs的催化效率、催化劑的穩(wěn)定性不高，較多催化劑需要負(fù)載較多的活性組分才能發(fā)揮較好的催化效果。
現(xiàn)有技術(shù)中，CN106064087A公開了一種制備VOCs催化燃燒催化劑的方法，利用金屬有機(jī)骨架三維多孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行金屬氧化物的二次負(fù)載，活性組分負(fù)載量大、納米級(jí)顆粒、分布均勻，但其制備的催化劑的催化氧化效率相對較低，MOF對催化劑的活性提升有限，并難以適用于成分復(fù)雜的VOCs的催化燃燒；CN108607544A公開了一種揮發(fā)性有機(jī)物低溫催化氧化催化劑及其制備和應(yīng)用，其添加高比表面積的γ-氧化鋁或H型ZSM-5分子篩載體，提高催化效率，其對VOCs中的不同組分的催化效率差異較大，不具有廣泛適用性，特別是不適用于煤化工的VOCs氣體處理。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于VOCs氣體的催化劑及制備方法，其中，用于VOCs氣體的催化劑的制備方法為：
步驟1：泡沫金屬的預(yù)處理
將泡沫鎳裁剪成圓形，分別在丙酮、乙醇中超聲浸泡，再用去離子水浸泡清洗若干次，后將泡沫鎳干燥備用；
步驟2：鋁溶膠的制備以擬薄水鋁石為原料，通過對其進(jìn)行分散獲得溶膠；
步驟3：涂層制備
將準(zhǔn)備好的泡沫鎳放入燒杯中，倒入鋁溶膠直至浸沒泡沫鎳，后經(jīng)過超聲、烘箱干燥、焙燒，得到泡沫鎳載體；
步驟4：活性組分負(fù)載
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