本发明专利技术公开了一种低温催化燃烧挥发性有机物催化剂及其制备方法，属于化学催化剂及其制备技术领域。该催化剂含有活性组分Pd、载体Al2O3以及助剂RE2O3，各组分的质量百分比为：活性组分Pd0.1～1%，助剂RE2O30.5～25%，载体Al2O374～99.4%，其中RE2O3-Al2O3复合氧化物的比表面积为80～326m2/g。本发明专利技术的催化剂制备工艺简单，易放大生产，对苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙醇、丙烷低温完全氧化反应具有很高的催化活性，是一种新型、高效的催化剂，可用于工业尾气或室内污染等方面的挥发性有机物净化处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学催化剂及其制备
，具体涉及ー种低温催化燃烧挥发性有机物催化剂及其制备方法。
技术介绍
挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,简称VOCs)是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa，常压下沸点低于260°C的有机化合物。主要包括芳香烃、脂肪烃、卤代烃、含氧烃、萜烃、醇、醛、酮和酯等。它们 是石油化工、制药、印刷、喷漆等行业排放废气中的主要污染物。该类有机物大多具有毒性并伴有恶臭，部分还可以致癌，且多数VOCs对臭氧层有破坏作用。传统的有机废气净化方法有吸附法、冷凝法和直接燃烧法等，但它们容易产生二次污染、能耗大、易受有机废气浓度和温度的限制。而催化燃烧技术是把VOCs完全氧化成ニ氧化碳和水，该方法具有起燃温度低，能量消耗少；适用范围广，几乎能处理所有的VOCs ；不会生成NOx等污染物，无二次污染；设备体积小；转化率高；启动能耗低，井能回收甚至输出部分热能等优点，已成为浄化VOCs的ー种主要方法。该方法目前所采用的催化剂多为负载型贵金属催化剂，如 Pt、Pd、Ru、Au 等((I) Catal Today, 1999, 54:81 (2) Appl CatalB，2012，111-112:218 (3)Chem Eng J，2012，180:46)这些负载型贵金属催化剂具有起燃温度低、活性高优点，但同时存在价格昂贵、稳定性较差、抗中毒能力低等缺点，使其应用受到了一定的限制((4) Chem Lett, 1999, 8:801 (5) J Catal, 2005，232:96)。研究表明稀土及其氧化物的加入可以提高催化剂的活性、提高催化剂的热稳定性、改善催化剂的抗硫、抗铅能力((6) Appl Catal B，2009，88 :305 (7) J Alloy Compd，2004，374 :387)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种低温催化燃烧挥发性有机物催化剂及其制备方法，本专利技术的催化剂制备エ艺简单，易放大生产，对苯、甲苯、ニ甲苯、こ酸こ酷、こ醇、丙烷低温完全氧化反应具有很高的催化活性，是ー种新型、高效的催化剂，可用于エ业尾气或室内污染等方面的挥发性有机物浄化处理。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案ー种低温催化燃烧挥发性有机物催化剂，含有活性组分Pd、载体Al2O3以及助剂RE2O3,各组分的质量百分比为活性组分Pd 0. I 1%，助剂RE2O3 0. 5 25%，载体Al2O3 74 99. 4%。所述助剂RE2O3为Nd203、Eu203、Gd203、Yb203、Lu203中的ー种或多种的混合物。添加了稀土助剂后的Al2O3载体比表面积为80 326m2/g。所述活性组分Pd的晶粒尺寸为I 50nm。—种制备如上所述的低温催化燃烧挥发性有机物催化剂的方法包括以下步骤(1)通过共沉淀的方法制备氢氧化铝及稀土氢氧化物混合物；(2)将步骤(I)得到的混合物在空气气氛中80 120°C干燥、500 900°C焙烧，得到RE2O3-Al2O3复合氧化物；(3)将步骤(2)得到的载体等体积浸溃活性组分的前驱体溶液，在50 120°C下干燥后于500 900°C焙烧。步骤(3)中所述活性组分的前驱体为可溶性的钯金属无机盐-硝酸钯。本专利技术的有益效果本专利技术的催化剂对挥发性有机物如苯、甲苯、ニ甲苯、烃类、醇、醛、醚、酷等的催化燃烧反应具有很高的低温催化活性，且制备エ艺简单，与通常的负载型贵金属催化剂相比，其活性更优异。这类催化剂还有望用于空气中其它挥发性有机物如卤代烃、酮等的催化燃烧消除。附图说明图I为实施例2中催化剂的TEM图。 图2为实施例3和对比例I中催化剂对苯催化燃烧反应转化率曲线。具体实施例方式下面将通过实施例和对比例对本项专利技术的催化剂作进ー步说明，但本专利技术的实施方式并不限于下述实施例。本专利技术的技术方案如下本专利技术所提供的低温催化燃烧挥发性有机物催化剂，以贵金属钯纳米粒子(I 50nm)为活性组分，以Al2O3为载体，及稀土 RE2O3为助剂，RE2O3 -Al2O3复合氧化物的比表面积为80 326m2/g。其中催化剂中钯所占的重量百分比为O. I 1%，RE2O3占重量百分比为O. 5 25%，载体Al2O3占重量百分比为74 99. 4%。本专利技术催化剂的制备方法，其特征在干以共沉淀法制备添加了稀土助剂的Al2O3载体，RE2O3-Al2O3复合氧化物表面积为80 326m2/g。以等体积浸溃法负载活性组分钯，使钯粒子大小为I 50nm。催化剂制备步骤依次包括(1)通过共沉淀的方法制备氢氧化铝及稀土氢氧化物混合物；(2)将上述得到的氢氧化物在空气气氛中80 120°C干燥、500 900°C焙烧，得到RE2O3-Al2O3复合氧化物；(3)将上述得到的复合氧化物等体积浸溃活性组分的前驱体溶液，在50 120°C分步条件下干燥后于500 900°C焙烧。在上述催化剂的制备方法中，步骤(3)所述活性组分前驱体为可溶性的钯金属无机盐，优选硝酸钯。实施例I称取56. 2690g的Al (NO3)3^H2O和3. 2876g的Nd(NO3)3 ·6H20置于锥形瓶中，加水至200ml，待盐完全溶解后，在电动搅拌条件下加28%的氨水至溶液PH为8 10，继续搅拌Ih后，沉淀物经静置、离心、120°C烘12h，后于马弗炉空气中800°C焙烧4h得复合氧化物。用物理吸附仪(Micromeritics ASAP 2020)测得复合氧化物的比表面积为186.8 m2/g。然后，研磨过筛，取30 80目复合氧化物载体，采用等体积浸溃法负载质量分数为O. 5%的Pd。具体过程为取一定体积Pd溶液浸溃载体，搅拌5min，用超声波超声10 min,后于烘箱中50°C烘O. 5h，80°C烘O. 5h，100°C烘12h，随后转入马弗炉，在空气气氛中800°C焙烧4h，研磨过筛，得催化剂。在固定床反应器中评价催化燃烧性能，催化剂用量O. lg，空速为220001^，反应气为500ppm C6H6、20%02、其余为N2。反应过程中催化剂床层的升温速度为5°C/min，采用GC-9560型气相色谱仪进行在线分析。结果表明，反应温度为200、250、300、350、400、450、500°C时，苯的转化率分别为 3. 85、89. 67、99. 92、100、100、100 和 100%。实施例2RE2O3 -Al2O3复合氧化物的制备方法及贵金属Pd的负载方式同实施例1，不同的是所加 的稀土硝酸盐为O. 5149g的Gd(NO3)3 · 6H20,复合氢氧化物及负载Pd之后的氧化物的焙烧温度均为600°C。用物理吸附仪测得复合氧化物的比表面积为186.8 m2/g。透射电镜(如附图I)表明催化剂中贵金属钮!粒子的大小约为6nm。催化剂的活性评价方法同实施例I。实验结果表明，反应温度为200、250、300、350、400、450、500°C时，苯的转化率分别为 10. 85、64. 89、99. 65、99. 97、100、100 和 100%。实施例3RE2O3 -Al2O3复合氧化物的制备方法及贵金属Pd的负载方式同实施例1，不同的是所加的稀土硝酸盐为O. 7007g本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低温催化燃烧挥发性有机物催化剂，含有活性组分Pd、载体Al2O3以及助剂RE2O3，其特征在于：所述催化剂中各组分的质量百分比为：活性组分Pd？0.1～1%，助剂RE2O3？0.5～25%，载体Al2O3？74～99.4%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：魏可镁，魏笑峰，肖益鸿，蔡国辉，郑勇，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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