一种蜂窝型催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种蜂窝型催化剂及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的蜂窝型催化剂的制备方法，包括以下步骤：a)将拟薄水铝石和水混合后，调节pH值，得到混合液A；b)将氧化铝粉、氧化锆粉、贵金属盐溶液与所述混合液A球磨混合，得到混合液B；c)将所述混合液B施加在蜂窝陶瓷载体表面，然后进行干燥和焙烧，得到蜂窝型催化剂。本发明专利技术提供的催化剂，对烷烃类、烯烃类、酯类、苯系等挥发性有机物具有优异的催化氧化活性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝型催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化剂领域，特别涉及一种蜂窝型催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着工业进步和城市发展，挥发性有机化合物已成为主要的大气污染物之一。在许多工业生产活动中，包括化工、电力、汽车、印刷和纺织品制造等行业中，大量的脂肪烃类、芳香烃类、醇类、醛类和酯类等挥发性有机化合物不可避免的排放至大气中。挥发性有机化合物进入大气后会破坏臭氧层，加剧臭氧空洞和温室效应，严重影响到我国的大气质量和生态环境。与大气中的NO2等物质发生光化学反应形成的光化学烟雾，也会对动植物生长和人体健康造成严重的危害。因此，在挥发性有机化合物排入大气前对其进行有效的控制是必不可少的环节。
[0003]处理挥发性有机化合物废气的方法种类丰富，主要包括吸附法、生物法、直接燃烧法、冷凝法、光催化法和催化燃烧法等。其中，催化燃烧法具有净化率高、起燃温度低、节省能源、工艺简单等优点而被认为是最有效的治理方法之一。
[0004]其中，催化燃烧技术的核心是设计和开发一种高效的催化剂，可以在低温起燃，有高的活性、高选择性和高稳定性，并且制备过程对环境友好。目前，用来催化氧化挥发性有机化合物的催化剂可以分为贵金属催化剂、金属复合氧化物催化剂和分子筛催化剂。
[0005]CN107970924A公开了一种适用于VOCs催化燃烧的颗粒型催化剂的制备方法，依次包括以下步骤：载体预处理、载体浸渍、还原处理以及后处理。该方案通过载体预处理、载体浸渍、还原处理以及后处理四步制备方法，达到颗粒型催化剂有效制备的目的，其制备的催化剂活性较差。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种蜂窝型催化剂及其制备方法和应用。本专利技术提供的催化剂，对烷烃类、烯烃类、酯类、苯系等挥发性有机物具有优异的催化氧化活性。
[0007]本专利技术提供了一种蜂窝型催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]a)将拟薄水铝石和水混合后，调节pH值，得到混合液A；
[0009]b)将氧化铝粉、氧化锆粉、贵金属盐溶液与所述混合液A球磨混合，得到混合液B；
[0010]c)将所述混合液B施加在蜂窝陶瓷载体表面，然后进行干燥和焙烧，得到蜂窝型催化剂。
[0011]优选的，步骤a)中，调节pH值至2～3。
[0012]优选的，步骤b)中，所述贵金属盐溶液中的贵金属盐为氯化铂、硝酸铂和亚硫酸铂中的至少一种；
[0013]所述贵金属盐溶液为贵金属盐的酸溶液；
[0014]所述贵金属盐溶液中贵金属的质量分数10％～15％。
[0015]优选的，步骤b)中，所述氧化铝粉、氧化锆粉、贵金属盐溶液中贵金属与所述混合
液A的质量比为(4～6)∶(6～4)∶(0.05～0.15)∶(4～5)。
[0016]优选的，步骤b)中，所述球磨混合的转速为100～500rpm，时间为30～60min；
[0017]所述蜂窝陶瓷载体为堇青石。
[0018]优选的，步骤c)中，所述焙烧的温度为450～550℃，时间为1～2h；
[0019]所述干燥的温度为100～120℃，时间为0.5～1h。
[0020]优选的，步骤b)中，所述氧化铝粉的D90粒径为11～13μm；所述氧化锆粉的D90粒径为10～18μm；
[0021]步骤a)中，拟薄水铝石和水的质量比为1∶(4～5)；
[0022]步骤c)中，将所述混合液B施加在蜂窝陶瓷载体表面方式为：
[0023]将所述混合液B淋涂在蜂窝陶瓷载体上，并除去蜂窝陶瓷载体孔道内多余的混合液B残液；
[0024]或为
[0025]利用所述混合液B浸渍蜂窝陶瓷载体，并除去蜂窝陶瓷载体孔道内多余的混合液B残液。
[0026]优选的，所述淋涂的方式为：将所述蜂窝陶瓷载体水平移动，将所述混合液B垂直淋涂；
[0027]所述蜂窝陶瓷载体的水平移动速度为0.1～0.2cm/s，通过时间为50～100s；
[0028]所述除去蜂窝陶瓷载体孔道内多余的混合液B残液的方式为采用高压空气吹扫。
[0029]本专利技术还提供了一种上述技术方案中所述的制备方法制得的蜂窝型催化剂。
[0030]本专利技术还提供了上述技术方案中所述的蜂窝型催化剂在催化氧化挥发性有机物中的应用。
[0031]本专利技术提供的蜂窝型催化剂的制备方法，先将拟薄水铝石和水混合并加酸溶解调节pH值，得到稳定且有利于后续淋涂的混合液A；再与氧化铝粉、氧化锆粉、贵金属盐溶液以一定比例球磨混合，将氧化铝粉和氧化锆粉研磨更细，使贵金属离子均匀分散负载在具有大比表面积的氧化铝载体上，并与其它氧化物充分分散，获得均匀及一定结合状态的混合体系，从而有利于提高催化剂活性；然后，将所得混合液施加在蜂窝陶瓷载体表面，然后进行干燥和焙烧，贵金属离子转变成氧化物，溶解后的拟薄水铝石重新变成氧化铝并使其它几种氧化物粘在一起，形成物理结构稳定的氧化物涂层，分布在蜂窝陶瓷载体上，得到蜂窝型催化剂。本专利技术制备的蜂窝型催化剂对挥发性有机物具有优异的催化活性，另外，催化剂中涂层均匀牢固，机械强度高，具有较好的实用价值。此外，本专利技术的制备方法，采取简单的淋涂工艺，在制备过程中无需多次干燥焙烧，且可连续规模化生产，工艺成本低廉。
[0032]试验结果表明，本专利技术制备的催化剂，T
50
在420℃以下，T
90
在480℃以下，T
100
在600℃以下，表现出较好的催化活性。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0034]图1为实施例3所得催化剂涂层的SEM图；其中，图a～d为实施例3催化剂样品不同部位的SEM图。
具体实施方式
[0035]本专利技术提供了一种蜂窝型催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0036]a)将拟薄水铝石和水混合后，调节pH值，得到混合液A；
[0037]b)将氧化铝粉、氧化锆粉、贵金属盐溶液与所述混合液A球磨混合，得到混合液B；
[0038]c)将所述混合液B施加在蜂窝陶瓷载体表面，然后进行干燥和焙烧，得到蜂窝型催化剂。
[0039]关于步骤a)：
[0040]a)将拟薄水铝石和水混合后，调节pH值，得到混合液A。
[0041]本专利技术中，所述拟薄水铝石的来源没有特殊限制，为市售商业品即可。所述拟薄水铝石和水的质量比优选为1∶(4～5)，具体可为1∶4、1∶4.5、1∶5，更优选为1∶4.5。本专利技术中，将拟薄水铝石和水进行混合的方式没有特殊限制，能够将物料混匀即可，如搅拌混合。
[0042]本专利技术中，经上述混合后，调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝型催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将拟薄水铝石和水混合后，调节pH值，得到混合液A；b)将氧化铝粉、氧化锆粉、贵金属盐溶液与所述混合液A球磨混合，得到混合液B；c)将所述混合液B施加在蜂窝陶瓷载体表面，然后进行干燥和焙烧，得到蜂窝型催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，调节pH值至2～3。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中，所述贵金属盐溶液中的贵金属盐为氯化铂、硝酸铂和亚硫酸铂中的至少一种；所述贵金属盐溶液为贵金属盐的酸溶液；所述贵金属盐溶液中贵金属的质量分数10％～15％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中，所述氧化铝粉、氧化锆粉、贵金属盐溶液中贵金属与所述混合液A的质量比为(4～6)∶(6～4)∶(0.05～0.15)∶(4～5)。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中，所述球磨混合的转速为100～500rpm，时间为30～60min；所述蜂窝陶瓷载体为堇青石。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，薛程淋，曹雪娇，杜丹，吴亚妮，
申请(专利权)人：山东能源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：