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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂领域,尤其涉及一种钯基分子筛催化剂及其制备与应用。
技术介绍
1、天然气是一种重要的汽车替代燃料。天然气汽车以稀薄燃烧(稀燃)的方式工作时燃油效率和二氧化碳(co2)及氮氧化物(nox)排放比以理论空燃比燃烧的方式工作时更高。稀燃天然气汽车尾气中未燃烧的甲烷(ch4)是强温室效应气体,须由氧化催化剂进行催化净化。但ch4分子高的结构稳定性和尾气的低温(400~500℃)和高水蒸气含量(5~15vol%)使ch4催化氧化极具挑战。
2、公开号为cn113145163a的中国专利公开了一种全硅分子筛负载钯的甲烷氧化催化剂,所述催化剂以全硅zsm-5作为载体,活性组分为贵金属pd,其含量以单质金属计,为整个催化剂总重量的1wt%。该催化剂制备过程较为复杂,首先需要将聚乙烯醇和钯活性组分溶解在去离子水中;在0℃下搅拌0.5h后,在搅拌条件下迅速加入nabh4水溶液;在0℃下继续搅拌1h后,对pd进行还原得到钯纳米颗粒;向钯纳米颗粒溶液中加入zsm-5分子筛,再加入乙酸铵;继续搅拌5h,使钯纳米颗粒负载到载体上;离心洗涤,干燥焙烧后才得到全硅分子筛负载钯的甲烷氧化催化剂。而且,由于该催化剂中的活性组分是通过浸渍的方式负载到分子筛载体上的,很难实现均匀且牢固的负载,会对催化剂的甲烷氧化活性和水热稳定性造成一定的不良影响。
技术实现思路
1、有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种钯基分子筛催化剂及其制备与应用,本专利技术提供的钯基分子筛催化剂制备过程简单,且具备优
2、本专利技术提供了一种钯基分子筛催化剂,由模板剂、硅源和钯源在水中混合后加热结晶,再经过干燥和煅烧制成;
3、所述模板剂为四丁基氢氧化铵,所述硅源为硅酸四乙酯,所述钯源为pd(nh3)4(no3)2。
4、优选的,所述模板剂、硅源和水的摩尔比为(0.1~0.3):1:(10~15)。
5、优选的,所述钯基分子筛催化剂包括分子筛载体和负载在所述分子筛载体上的活性组分,所述分子筛载体为silicalite-2全硅分子筛,所述活性组分为pdo纳米颗粒。
6、优选的,所述钯基分子筛催化剂的pd含量为0.5~3wt%。
7、本专利技术提供了一种上述技术方案所述钯基分子筛催化剂的制备方法,包括以下步骤:
8、将模板剂、硅源和钯源在水中混合,得到混合液;
9、将所述混合液进行加热结晶,收集结晶沉淀物;
10、将所述结晶沉淀物进行干燥和煅烧,得到钯基分子筛催化剂。
11、优选的,所述混合的具体过程包括:
12、先将模板剂、硅源和部分水混合,之后再与钯源水溶液混合。
13、优选的,所述模板剂、硅源和部分水混合的温度为10~40℃,时间为10~15h;所述与钯源水溶液混合的温度为10~40℃,时间为10~60min。
14、优选的,所述加热结晶的温度为150~200℃;所述加热结晶的时间为48~96h。
15、优选的,所述煅烧的温度为500~600℃;所述煅烧的时间为6~10h。
16、本专利技术提供了一种燃气车尾气的处理方法,包括以下步骤:
17、在甲烷氧化催化剂存在条件下,燃气车尾气中的甲烷进行催化氧化,得到加二氧化和水;
18、所述甲烷氧化催化剂为上述技术方案所述钯基分子筛催化剂或上述技术方案所述制备方法制得的钯基分子筛催化剂。
19、与现有技术相比,本专利技术提供了一种钯基分子筛催化剂及其制备与应用。本专利技术提供的钯基分子筛催化剂由模板剂、硅源和钯源在水中混合后加热结晶,再经过干燥和煅烧制成;所述模板剂为四丁基氢氧化铵,所述硅源为硅酸四乙酯,所述钯源为pd(nh3)4(no3)2。本专利技术首先采用一步法原位水热合成了钯基分子筛的前驱体,再经过干燥和煅烧获得了以pdo纳米颗粒作为活性组分、以全硅分子筛作为载体材料的钯基分子筛催化剂。本专利技术采用的制备方式可以将活性组分pdo纳米颗粒均匀封装在分子筛载体的内部孔道中,利用孔道的限制作用,可以抑制pdo纳米颗粒在高温水热条件下的烧结聚集,从而保证催化剂能够具备优异的甲烷氧化活性和水热稳定性;而且本专利技术催化剂的载体材料为全硅,具有优异的疏水性,能够进一步保证催化剂的水热稳定性;另外,本专利技术催化剂的整体制备流程较为简单,工业化应用的难度较低。总而言之,本专利技术提供的钯基分子筛催化剂具备优异的甲烷氧化活性和水热稳定性,制备过程简单,非常适用于燃气车高湿尾气中甲烷的催化净化,市场前景广阔。
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1.一种钯基分子筛催化剂,其特征在于,由模板剂、硅源和钯源在水中混合后加热结晶,再经过干燥和煅烧制成;
2.根据权利要求1所述的钯基分子筛催化剂,其特征在于,所述模板剂、硅源和水的摩尔比为(0.1~0.3):1:(10~15)。
3.根据权利要求1所述的钯基分子筛催化剂,其特征在于,所述钯基分子筛催化剂包括分子筛载体和负载在所述分子筛载体上的活性组分,所述分子筛载体为Silicalite-2全硅分子筛,所述活性组分为PdO纳米颗粒。
4.根据权利要求1所述的钯基分子筛催化剂,其特征在于,所述钯基分子筛催化剂的Pd含量为0.5~3wt%。
5.一种权利要求1~4任一项所述钯基分子筛催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述混合的具体过程包括:
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述模板剂、硅源和部分水混合的温度为10~40℃,时间为10~15h;所述与钯源水溶液混合的温度为10~40℃,时间为10~60min。
8.根据权利要求5所述
9.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述煅烧的温度为500~600℃;所述煅烧的时间为6~10h。
10.一种燃气车尾气的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
...【技术特征摘要】
1.一种钯基分子筛催化剂,其特征在于,由模板剂、硅源和钯源在水中混合后加热结晶,再经过干燥和煅烧制成;
2.根据权利要求1所述的钯基分子筛催化剂,其特征在于,所述模板剂、硅源和水的摩尔比为(0.1~0.3):1:(10~15)。
3.根据权利要求1所述的钯基分子筛催化剂,其特征在于,所述钯基分子筛催化剂包括分子筛载体和负载在所述分子筛载体上的活性组分,所述分子筛载体为silicalite-2全硅分子筛,所述活性组分为pdo纳米颗粒。
4.根据权利要求1所述的钯基分子筛催化剂,其特征在于,所述钯基分子筛催化剂的pd含量为0.5~3wt%。
5.一种权利要求1~4任一项所述钯基分子筛催化剂的...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩学旺,贺泓,薛森,徐光艳,马玉磊,孙艳伟,罗凯,余运波,
申请(专利权)人:潍柴动力股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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