【技术实现步骤摘要】
本申请涉及环境，更具体来说涉及一种负载型催化剂，该催化剂的合成方法，以及使用该催化剂进行挥发性有机化合物的催化燃烧的应用。
技术介绍
1、空气污染问题已经成为当今社会人们最关心的问题之一。挥发性有机化合物(voc)主要包含烃类、烯类、酮类、酯类和醛类等，以工业生产排放和汽车尾气为主要来源，在空气污染中占有很大比例。为此，世界上诸多国家都相继出台了环境保护相关的法律法规对voc排放进行严格控制。例如我国在过去相继出台了《大气污染防治法》和《重点行业挥发性有机物综合治理方案》等政策法规，以全面推进石化、交通运输、医药涂装印刷、精细化学品合成等行业voc的综合整治。这些政策法规的不断完善以及相关规定的日益严格要求促使相关企业采取进一步改进的对废气中voc的控制。
2、在过去的几十年里，人们已经开发了很多voc控制技术，催化燃烧是一个受到人们广泛关注的例子。催化燃烧技术包括使得废气中包含的voc在温和的温度下进行催化燃烧，生成对环境无危害的二氧化碳和水，无二次污染，已成为当前消除各种voc污染物最有效和应用最广泛的技术之一。催化燃烧法处理voc的反应机理简单，可表示为voc+o2＝co2+h2o。
3、然而，各种来源的废气中包含的voc种类繁多且结构复杂。其中，饱和低碳烷烃由于含有较强c-h键，分子结构稳定，往往需要较高的温度才能活化而被分解，是最难分解的一类voc分子。丙烷是一种代表性的低碳烷烃，其排放量较大，主要产生于原油冶炼过程、化学工业生产过程等过程。
4、现有技术报道的用来对丙烷之类的voc
5、第一个主要缺点是催化剂的高温热稳定性很差，因为在实际的工业应用中，催化燃烧单元的操作温度通常高达500℃以上，在此温度下，现有技术的催化剂往往会在较短之间内发生催化活性的显著下降，乃至完全丧失活性。
6、第二个缺点是催化能力较差，容易在催化燃烧之后形成有毒有害的二次voc污染物。例如低碳烷烃在现有催化剂的催化燃烧过程中可能会产生含氧化合物voc，如甲醛、乙醛等，这些二次voc的毒性甚至显著大于低碳烷烃的毒性，给催化燃烧分解voc的效果造成不利的影响。人们非常希望催化剂能够将voc完全分解为无害的co2和h2o而不会产生上述含氧的二次voc污染，或者对废气中极低浓度的含氧voc具有高催化效率，能够在催化燃烧过程中将其彻底燃烧分解。
7、第三个缺点在于，现有的催化剂通常将催化活性组分负载在具有大面积或多孔的载体上，但是这样难以将催化活性组分均匀地分散在载体上，另外，在高温或高空速下，载体表面的活性组分易发生团聚和迁移，甚至脱落，因此高温热稳定性较差，易导致催化性能大幅下降甚至失活。
8、为了解决上述问题，相关领域的科研机构和企业都已经投入了大量的科研经费和精力对催化剂组成、制备工艺和催化燃烧的工艺条件进行各种改良和优化，但是迄今为止所实现的技术效果仍然非常有限。人们仍然迫切需要开发一种新的催化剂材料，以克服上述的问题。
技术实现思路
1、针对上述问题，本申请的专利技术人进行了大量深入的研究，出人意料地开发出了本专利技术催化剂及其合成方法和引用，效解决了现有技术中长久以来急需解决的难题。
2、本申请的第一个方面提供了一种负载型催化剂，所述催化剂包含多孔载体和设置在所述多孔载体至少一部分表面之上的活性组分，所述活性组分含有第一金属氧化物、第二金属氧化物和贵金属，
3、其中，所述第一金属氧化物选自：钛的氧化物、铝的氧化物、其混合物；
4、所述第二金属氧化物选自：镍的氧化物、锰的氧化物、其混合物；
5、所述贵金属是选自以下元素：铂、铑、钯、钌、其混合物或其合金；
6、所述第一氧化物与第二氧化物的重量比为0.05-1，所述第一氧化物与贵金属的重量比为1-20。
7、根据本申请第一个方面的一个实施方式，所述多孔载体选自以下的一种或多种：堇青石蜂窝陶瓷体、氧化铝、氧化硅、硅酸铝、硅藻土。
8、根据本申请第一个方面的另一个实施方式，以所述负载型催化剂的总重量为100重量％计，其中活性组分的含量为1-15重量％。
9、本申请的第二个方面提供了一种制备本申请的负载型催化剂的方法，所述方法包括以下步骤：
10、步骤a：用第一金属前体溶液对多孔载体进行处理，获得第一中间体；
11、步骤b：用第二金属前体溶液对所述第一中间体进行处理，获得第二中间体；
12、步骤c：对所述第二中间体进行表面功能化，获得第三中间体；
13、步骤d：将贵金属负载在所述第三中间体上，形成第四中间体；
14、步骤e：对第四中间体进行加热处理，形成所述负载型催化剂。
15、根据本申请第二个方面的一个实施方式，在所述步骤a中，所述第一金属前体溶液是第一金属前体在水或有机溶剂中的溶液。根据本申请第二个方面的另一个实施方式，在所述步骤a中，所述第一金属是选自以下的元素：铝、钛、或其组合。根据本申请第二个方面的另一个实施方式，在所述步骤a中，第一金属的离子在所述第一金属前体溶液中的总浓度是0.1-2mol/l。根据本申请第二个方面的另一个实施方式，在所述步骤a中，在ph为3-6的条件下所述用第一金属前体溶液对多孔载体进行处理。根据本申请第二个方面的另一个实施方式，在所述步骤a中，所述步骤a还包括在400-700℃对处理之后的多孔载体进行焙烧。
16、根据本申请第二个方面的另一个实施方式，在所述步骤b中，所述第二金属前体溶液是第二金属前体在水或有机溶剂中的溶液。根据本申请第二个方面的另一个实施方式，在所述步骤b中，所述第二金属是选自以下的元素：镍、锰、或其组合。根据本申请第二个方面的另一个实施方式，在所述步骤b中，第二金属的离子在所述第二金属前体溶液中的总浓度是0.5-5mol/l。根据本申请第二个方面的另一个实施方式，在所述步骤b中，所述步骤b还包括在400-700℃对处理之后的第一中间体进行焙烧。
17、根据本申请第二个方面的另一个实施方式，所述步骤c包括用酸性溶液和/或氧化剂处理所述第二中间体，从而对所述第二中间体进行表面功能化。根据本申请第二个方面的另一个实施方式，在所述步骤c中，所述酸性溶液选自以下物质的溶液：硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、c1-c12羧酸、c1-c12磺酸、以及上述两种或更多种的混合物。根据本申请第二个方面的另一个实施方式，在所述步骤c中，所述氧化剂选自：过氧化氢、臭氧、及其混合物。
18、根据本申请第二个方面的另一个实施方式，在所述步骤d中，将贵金属前体溶液施加于所述第三中间体，然后将施加的贵金属前体还原为零价贵金属。根据本申请第二个方面的另一个实施方式，在所述步骤d中，所述还原在还原性气氛中在350-700℃的温度下进行。
19、根据本申请第二个方面的另一个实施方式，在所述步骤e中，所述第四中间体在包含5-20体积％水蒸气且不本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种负载型催化剂，所述催化剂包含多孔载体和设置在所述多孔载体至少一部分表面之上的活性组分，所述活性组分含有第一金属氧化物、第二金属氧化物和贵金属，
2.如权利要求1所述的负载型催化剂，其特征在于，所述多孔载体选自以下的一种或多种：堇青石蜂窝陶瓷体、氧化铝、氧化硅、硅酸铝、硅藻土。
3.如权利要求1所述的负载型催化剂，其特征在于，以所述负载型催化剂的总重量为100重量％计，其中活性组分的含量为1-15重量％。
4.一种制备权利要求1-3中任一项所述的负载型催化剂的方法，所述方法包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤A中，所述第一金属前体溶液是第一金属前体在水或有机溶剂中的溶液；所述第一金属是选自以下的元素：铝、钛、或其组合；第一金属的离子在所述第一金属前体溶液中的总浓度是0.1-2mol/L；在pH为3-6的条件下所述用第一金属前体溶液对多孔载体进行处理；并且
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤B中，所述第二金属前体溶液是第二金属前体在水或有机溶剂中的溶液；所述第二金属是选自
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤C包括用酸性溶液和/或氧化剂处理所述第二中间体，从而对所述第二中间体进行表面功能化；
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤D中，将贵金属前体溶液施加于所述第三中间体，然后将施加的贵金属前体还原为零价贵金属；
9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤E中，所述第四中间体在包含5-20体积％水蒸气且不含氧气的气氛中、在600-800℃的温度下进行加热处理。
10.一种对废气中包含的挥发性有机化合物进行催化燃烧的方法，所述方法包括：在负载型催化剂的存在下，使得废气中的所述挥发性有机化合物发生
...【技术特征摘要】
1.一种负载型催化剂，所述催化剂包含多孔载体和设置在所述多孔载体至少一部分表面之上的活性组分，所述活性组分含有第一金属氧化物、第二金属氧化物和贵金属，
2.如权利要求1所述的负载型催化剂，其特征在于，所述多孔载体选自以下的一种或多种：堇青石蜂窝陶瓷体、氧化铝、氧化硅、硅酸铝、硅藻土。
3.如权利要求1所述的负载型催化剂，其特征在于，以所述负载型催化剂的总重量为100重量％计，其中活性组分的含量为1-15重量％。
4.一种制备权利要求1-3中任一项所述的负载型催化剂的方法，所述方法包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤a中，所述第一金属前体溶液是第一金属前体在水或有机溶剂中的溶液；所述第一金属是选自以下的元素：铝、钛、或其组合；第一金属的离子在所述第一金属前体溶液中的总浓度是0.1-2mol/l；在ph为3-6的条件下所述用第一金属前体溶液对多孔载体进行处理；并且
...【专利技术属性】
技术研发人员：黄镇，吴世鹏，汤杰，杨利德，沈伟，蒋兆飞，徐华龙，黎凡，
申请(专利权)人：上海华谊新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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