【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种整体式催化剂的制备领域，更具体的是涉及一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、在当今的工业生产中，挥发性有机化合物(vocs)的排放问题已经引起了广泛的关注。这些vocs，包括低碳烷烃如丙烷，不仅对环境造成了严重的污染，而且对人类的生活环境产生了深远的影响。尤其是丙烷，由于其化学稳定性高，需要较高的氧化温度才能进行有效的净化，使得处理这类污染物的难度加大。
2、催化氧化作为一种有效的处理vocs的手段，已经在工业生产中得到了广泛的应用。然而，目前工业上针对丙烷的催化剂，大多含有高比例的贵金属(大于2.5g/l)。这些催化剂虽然在一定程度上可以提高丙烷的氧化效率，但是其高昂的成本和短暂的使用寿命，使得这种处理方式的经济效益大打折扣。
3、因此，开发一种含有较低贵金属含量，且具有良好的高温水热稳定性的催化剂，对于解决丙烷污染问题具有重要的意义。
技术实现思路
1、为解决现有技术的不足，现提供一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂及其制备方法能够有效降低处理丙烷的成本，且该催化剂具有优良的稳定性能够确保其在高温环境下能够长期使用从而提高丙烷的处理效率，有助于改善环境质量。具体方案如下：
2、一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂，所述的整体式催化剂包括方形堇青石蜂窝陶瓷载体以及涂敷在载体上的的双层涂层，所述方形堇青石蜂窝陶瓷的孔径可控；所述涂层包括活性成分pt以及pd，所述活性成分负载在复合氧化铝上，所述改性复合氧化铝的组成为mo
3、进一步的，孔径可控的方形堇青石蜂窝陶瓷的制备方法以下步骤：
4、s1：选择直径为200～500nm的聚苯乙烯微球作为模板；
5、s2：将聚苯乙烯微球分散在浓度为0.1～0.5mol/l的硅酸钠溶液中，同时进行搅拌，搅拌速度为500～1000r/min，搅拌时间为1～2h；
6、s3：将混合溶液装入高压反应釜中，反应温度为150-200℃，反应时间为12-24小时；
7、s4、焙烧：焙烧温度为400-500℃，时间为2-4小时；
8、s5：通过扫描电子显微镜和氮气吸附-脱附等方法表征孔隙结构和孔径分布；根据实际需求，通过调整前述参数，优化孔隙结构和孔径大小。
9、进一步的，改性复合氧化铝mox-al2o3中m为la、si、y、zr中的一种或多种的组合氧化物；mox的重量含量为al2o3中的0.5％-5％。
10、一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂的制备方法，包括以下步骤：
11、s1、对改性复合氧化铝进行预处理：将改性复合氧化铝粉末在氢气气氛中高温下进行还原；
12、s2、制备双层涂层：
13、s201、制备底层涂层：将含ce前驱体溶液浸渍到复合氧化铝粉末上，在100℃下烘干，500℃焙烧；复合氧化铝粉末制成浆料，均匀加入pt前驱体溶液，随后逐步加入一定量的沉淀剂、粘接剂和增稠剂；
14、s202、制备外层浆料：将含la前驱体溶液浸渍到复合氧化铝粉末上，在100℃下烘干，500℃焙烧；复合氧化铝粉末制成浆料，均匀加入pd前驱体溶液，随后逐步加入一定量的沉淀剂、粘接剂和增稠剂；
15、s3：先将底层浆料均匀涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体上，在100℃烘干500℃焙烧；后将外层浆料均匀涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体上，在100℃下烘干，500℃焙烧，得到最终催化剂产品。
16、进一步的，s1中改性复合氧化铝粉末在氢气气氛中还原的温度为450～550℃，还原时间为0.5～1.5h。
17、进一步的，pt前驱体为硝酸盐、盐酸盐、醋酸盐和乙酰丙酮盐中的一种或几种的组合物，pd前驱体为硝酸盐、盐酸盐、醋酸盐和乙酰丙酮盐中的一种或几种的组合物。
18、进一步的，含ce前驱体为硝酸铈、氯化铈、乙酸铈、硝酸铈铵和乙酰丙酮铈中的一种或几种的组合物，含la前驱体为硝酸镧、乙酸镧和乙酰丙酮镧中的一种或几种的组合物。
19、进一步的，所述沉淀剂为铈镐复合氧化物或分子筛；所述粘接剂为铝溶胶；所述沉淀剂、粘接剂与改性复合氧化铝之间的比例为1：(0.3～0.5)：
20、(3.2～3.7)。
21、进一步的，在制备底层涂层与外层涂层浆料时，控制浆料的ph为4～6，控制浆料温度为40～60℃，涂层浆料固含量为20～40％。
22、进一步的，底层涂层浆料的涂覆量为40～80g/l，外层浆料的涂覆量为40～80g/l。
23、有益效果：
24、本专利技术提供了一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂及其制备方法，具备以下优势：
25、(1)与传统的高贵金属含量催化剂相比，本技术方案中的催化剂贵金属的重量占涂层材料的比例仅为1～5％，大大降低了催化剂的成本。
26、(2)经过检测，本技术方案得到的催化剂对丙烷的净化效率显著提升，经过8000h后的净化效率能够达到或超过96％，具有高效的丙烷净化效率；催化剂在850℃时经10％h2o的水热老化100h后，550℃时对丙烷的净化效率仍能够达到或超过97％，显示出良好的高温水热稳定性。
27、(3)通过特定的制备方法可以优化孔径大小，从而提高催化剂的活性和稳定性。
28、(4)催化剂的涂层采用双层设计，涂层中的活性成分pt和pd的质量比可以调节，使得催化剂具有更好的活性和选择性。
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1.一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂，其特征在于，所述的整体式催化剂包括方形堇青石蜂窝陶瓷载体以及涂敷在载体上的的双层涂层，所述方形堇青石蜂窝陶瓷的孔径可控；所述涂层包括活性成分Pt以及Pd，所述活性成分负载在复合氧化铝上，所述改性复合氧化铝的组成为MOx-Al2O3；贵金属Pt和Pd的质量比为1：(0.2～2)；贵金属的重量占涂层材料的比例为1～5％。
2.根据权利要求1所述的一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂，其特征在于，孔径可控的方形堇青石蜂窝陶瓷的制备方法以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂，其特征在于，改性复合氧化铝MOx-Al2O3中M为La、Si、Y、Zr中的一种或多种的组合氧化物；MOx的重量含量为Al2O3中的0.5％-5％。
4.如权利要求1～3所述的一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，S1中改性复合氧化铝粉末在氢气气氛中还原的温度为450～550℃，还原时间为0.5～1.5h。
6.根据权利要求4所述的一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，Pt前驱体为硝酸盐、盐酸盐、醋酸盐和乙酰丙酮盐中的一种或几种的组合物，Pd前驱体为硝酸盐、盐酸盐、醋酸盐和乙酰丙酮盐中的一种或几种的组合物。
7.根据权利要求4所述的一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，含Ce前驱体为硝酸铈、氯化铈、乙酸铈、硝酸铈铵和乙酰丙酮铈中的一种或几种的组合物，含La前驱体为硝酸镧、乙酸镧和乙酰丙酮镧中的一种或几种的组合物。
8.根据权利要求4所述的一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂为铈镐复合氧化物或分子筛；所述粘接剂为铝溶胶；所述沉淀剂、粘接剂与改性复合氧化铝之间的比例为1：(0.3～0.5)：
9.根据权利要求4所述的一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，在制备底层涂层与外层涂层浆料时，控制浆料的PH为4～6，控制浆料温度为40～60℃，涂层浆料固含量为20～40％。
10.根据权利要求4所述的一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，底层涂层浆料的涂覆量为40～80g/L，外层浆料的涂覆量为40～80g/L。
...【技术特征摘要】
1.一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂，其特征在于，所述的整体式催化剂包括方形堇青石蜂窝陶瓷载体以及涂敷在载体上的的双层涂层，所述方形堇青石蜂窝陶瓷的孔径可控；所述涂层包括活性成分pt以及pd，所述活性成分负载在复合氧化铝上，所述改性复合氧化铝的组成为mox-al2o3；贵金属pt和pd的质量比为1：(0.2～2)；贵金属的重量占涂层材料的比例为1～5％。
2.根据权利要求1所述的一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂，其特征在于，孔径可控的方形堇青石蜂窝陶瓷的制备方法以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂，其特征在于，改性复合氧化铝mox-al2o3中m为la、si、y、zr中的一种或多种的组合氧化物；mox的重量含量为al2o3中的0.5％-5％。
4.如权利要求1～3所述的一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种用于丙烷燃烧的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，s1中改性复合氧化铝粉末在氢气气氛中还原的温度为450～550℃，还原时间为0.5～1.5h。
6.根据权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘业楠，陈雪红，朱增赞，郭耘，赵海林，刘浩，赵磊，王菊，徐欢，丁宇恒，
申请(专利权)人：凯龙蓝烽新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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