一种颗粒状Pd-Pt有机废气净化催化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明设及一种颗粒状Pd-Pt有机废气净化催化剂及其制备方法，属于催化剂技 术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，在石油化工、印铁制罐、涂装、印刷、医化等行业的生产过程中，都会排放苯、 甲苯、乙酸乙醋、丙酬、二氯乙烧等挥发性有机废气，极大地污染了环境，影响人们的身体健 康，必须采取措施进行有效治理。对于挥发性有机废气的治理方法主要有回收法、吸附脱附 法、热力焚烧法、蓄热焚烧法、催化氧化法等，而由于催化氧化法所需的反应溫度低，有机污 染物的净化效率高，操作费用少，因此受到越来越广泛的应用。催化剂是催化氧化法净化有 机废气的最关键因素。
[0003] 对于挥发性有机废气净化的催化剂主要分蜂窝状催化剂和颗粒状催化剂两大 类。蜂窝状催化剂一般是由堇青石陶瓷蜂窝体为载体，涂覆Ξ氧化侣和稀±氧化物等为过 渡层和助剂，再通过浸溃法负载贵金属或者非贵金属作为活性组分制备而成。中国专利 CN103240083B公开了一种用于净化工业有机废气的整体式Pd催化剂及其制备方法，该发 明W堇青石为载体，姉错固溶体、1曰2〇3、佩2〇5、Al2〇3为助剂，贵金属Pd为活性组分，其制备 方法是将姉错固溶体、1曰2化、佩2化、拟薄水侣石粘合剂和贵金属Pd分两次涂覆到堇青石蜂 窝陶瓷表面而得到催化剂。堇青石陶瓷蜂窝体由于价格昂贵而且生产和使用过程中极易破 碎损坏，因此不仅增加了催化剂的生产成本，而且还会影响催化剂的使用效果，催化剂安装 过程也比较复杂。其它一些文献报道的制备方法，其活性组分是通过水溶液浸溃的方法负 载到载体上的，其生产过程中会产生大量的水污染。中国专利CN102580731B公开了一种净 化挥发性化合物γ-Α?2〇3小球状催化剂及其制备方法，其由廉价的氧化侣小球为载体，W 氧化侣、氧化姉、氧化嫁、姉错固溶体的混合物等其中一种或几种氧化物作为涂层，W Pd作 为活性组分，经过预处理、涂层浆液的制备、浸溃及后处理制备而成。由于其涂层和贵金属 Pd是同时通过浸溃法负载到载体上的，制备工艺较简单，但是会影响催化剂的活性，对于含 氯有机废气的抗毒能力不强，而且涂层中的主要组分氧化姉和氧化嫁是通过硝酸姉和硝酸 嫁高溫分解得到的，其制备过程中会产生大量的NOx，对环境产生了污染。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是针对现有有机废气净化催化剂及其制备方法的不足， 提供一种制备方法简单、生产成本低，生产过程无水污染，抗毒能力强，催化活性高的颗粒 状Pd-Pt有机废气净化催化剂及其制备方法。 阳00引本发明W Φ2~5mm的颗粒状A!203为载体，喷涂涂敷氧化侣溶胶、CeO2、Zr〇2、 1曰2〇3、PreOii、Y2O3、化2〇3、Bi2〇3作为助剂，贵金属Pd、Pt为活性组分，每升催化剂中涂敷的氧 化侣溶胶（WΑ!203计算）、CeO2、Zr〇2、La2〇3、Pre〇ii、Υ2〇3的总质量为 45g，Cr2〇3和Bi2〇3的 总质量为5g，化2〇3和Bi2化的质量比为1 : 0. 1~5,Pd和Pt的总质量为0. 5g，Pd和Pt 的质量比为1 : 0. 1~2。
[0006] 本发明催化剂的制备方法，其步骤包括：
[0007] (1)载体的预处理： 阳00引 用0. 1~0. 3MPa的压缩空气吹扫巫2~5mm的颗粒状A!203载体0. 1~1小时， W除去载体表面的灰尘。
[0009] 似涂敷材料的制备：
[0010] 将按质量比为10 : 50 : 28 : 3 : 7 : 2的氧化侣溶胶（ΚΑ!203计算）、Ce〇2、 Zr〇2、La2〇3、Pre〇ii、Y2O3和去离子水混合、揽拌均匀，并用球磨机打磨半小时，滴加浓硝酸，调 节PH= 2~3,制得胶状物A;将按化2〇3和Bi2〇3的质量比为1 : 0. 1~5计算的化(NO3) 3、 Bi(NO3)3溶液混合、揽拌均匀后，滴加化OH溶液，揽拌至出现絮状沉淀，制得浆液B;将按Pd 和Pt质量比为1 : 0. 1~2的Pd(NO3)2、Pt(NO3)2溶液混合、揽拌均匀后，滴加化OH溶液， 揽拌至出现絮状沉淀，制得浆液C;
[0011] (3)涂敷材料的喷涂及催化剂的活化
[0012] 采用喷涂涂覆法，用增压累先把胶状物A喷涂到预处理后的Φ2~5mm的颗粒状 Al2〇3载体上，然后放入烘炉中，在80~110°C下干燥1~2小时，程序升溫至500°C后保溫 2~3小时，冷却后取出；然后把浆液B喷涂到涂覆了胶状物A后的Φ2~5mm的颗粒状 Al2〇3载体上，然后放入烘炉中，在80~110°C下干燥1~2小时，程序升溫至500°C后保溫 2~3小时，冷却后取出；最后把浆液C喷涂到涂覆了胶状物A和浆液B后的Φ2~5mm的 颗粒状Al2〇3载体上，然后放入烘炉中，在80~110°C下干燥1~2小时，程序升溫至500°C 后保溫2~3小时，再降溫至300°C，在氨气气氛中，保溫1~2小时，冷却后即制得催化剂 成品。
[0013] 上述的一种颗粒状Pd-Pt有机废气净化催化剂的制备方法，其特征在于所述的胶 状物A、浆液B和浆液C喷涂到Φ2~5mm的颗粒状Al2〇3载体上时增压累的操作压力为 0. 05 ~0. 5MPa。
[0014] 本发明所提供的一种颗粒状Pd-Pt有机废气净化催化剂及其制备方法，其优点在 于：制备方法简单、生产成本低，生产过程无水污染，催化剂抗毒能力强，催化剂活性高。
【具体实施方式】 阳〇1引实施例1
[0016] 取Φ2~5mm的颗粒状Al2〇3载体，其堆积密度为0.化g/L，用0. 1M化的压缩空气吹 扫W除去表面的灰尘，吹扫10分钟后备用。称取按质量比为10 : 50 : 28 : 3 : 7 : 2的氧 化侣溶胶（450g，其中A!203的质量比为 10%，WA! 203计算为45g)、Ce〇2(225g)、Zr〇2(126g)、 La2〇3(13. 5g)、Pre〇u(31. 5g)、Y2〇3(9g)和450血去离子水混合、揽拌均匀，并用球磨机打磨 半小时，滴加浓硝酸，调节PH= 2,制得胶状物A;将按化2〇3和Bi2〇3的质量比为1 : 1计算 的Cr(N03)3(含化2〇3为25g)、Bi(NO3)3(含Bi2〇3为25g)溶液混合、揽拌均匀后，滴加化0H 溶液，揽拌至出现絮状沉淀，制得浆液B;将按Pd、Pt质量比为1 : 0.1的Pd(N03)2(含Pd 为4. 545g)、Pt(N03)2(含Pt为0. 455g)溶液混合、揽拌均匀后，滴加化OH溶液，揽拌至出现 絮状沉淀，制得浆液C;
[0017] 采用喷涂涂覆法，控制增压累出口压力为0.IMPa，用增压累先把胶状物A喷涂到 预处理后的Φ2~5mm的颗粒状Al2〇3载体上，然后放入烘炉中，在105°C下干燥2小时，程序 升溫至500°C后保溫2小时，冷却后取出；然后把浆液B喷涂到涂覆了胶状物A后的Φ2~ 5mm的颗粒状Al2〇3载体上，然后放入烘炉中，在l〇5°C下干燥2小时，程序升溫至500°C后 保溫2小时，冷却后取出；最后把浆液C喷涂到涂覆了胶状物A和浆液B后的Φ2~5mm 的颗粒状AI2O3载体上，然后放入烘炉中，在l〇5°C下干燥2小时，程序升溫至500°C后保溫 2小时，降溫至300°C，在氨气气氛中，保溫1小时，冷却后即制得催化剂成品。把剩余的涂 敷材料和制得的催化剂分别称重，计算得到每升催化剂中涂敷的氧化侣溶胶（WAI2O3计 算）、Ce〇2、Zr〇2、La2〇3、Pre〇ii、Y2O3的总质量为 45g，Cr2〇3和Bi2〇3的总质量为 5g，Pd和Pt 的总质量为〇.5g。分别用乙酸乙醋、苯、二氯乙烧、甲烧和空气混合后作为模拟气，在空速 2000化1，考察了催化剂的性能，催化剂活性评价结果见表1。
阳〇1引实施例2
[0019] 用实施例1同样的制备方法，所不同之处在于制备的涂敷材料中化2〇3和Bi2〇3的 质量比为1:0.1，催化剂活性评价条件与实施例1相同，催化剂活性评价结果见表2。
[0020] 实施例3
[0021] 用实施例1同样的制备方法，所不同之处在于胶状物A和浆液B混合均匀后同时 负载到Al2〇3载体上，催化剂活性评价条件与实施例1相同，催化剂活性评价结果见表3。
【主权项】
1. 一种颗粒状Pd-Pt有机废气净化催化剂，其特征在于：该催化剂以Φ2~5mm的颗粒 状A1203为载体，喷涂涂敷氧化铝溶胶、CeO2、Zr02、La203、Pr60n、Y203、Cr203、Bi203作为助剂， 贵金属Pd、Pt为活性组分，每升催化剂中涂敷的氧化铝溶胶（以A1203计算）、Ce02、Zr02、 La203、Pr60n、Y203的总质量为45g，Cr203和Bi203的总质量为5g，Cr203和Bi203的质量比为 1 : 0.1~5，Pd和Pt的总质量为0.5g，Pd和Pt的质量比为1 : 0.1~2。2. 根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，制备步骤为： (1) 涂敷材料的制备： 将按质量比为10 : 50 : 28 : 3 : 7 : 2的氧化铝溶胶（以A1203计算）、Ce02、Zr02、La203、Pr60n、Y203和去离子水混合、搅拌均勾，并用球磨机打磨半小时，滴加浓硝酸，调节 ΡΗ= 2~3,制得胶状物A;将按Cr203和Bi203的质量比为1 : 0. 1~5计算的Cr(NO3)3、 Bi(N03) 3溶液混合、搅拌均匀后，滴加NaOH溶液，搅拌至出现絮状沉淀，制得浆液B;将按Pd 和Pt质量比为1 : 0. 1~2的Pd(N03)2、Pt(N03) 2溶液混合、搅拌均匀后，滴加NaOH溶液， 搅拌至出现絮状沉淀，制得浆液C; (2) 涂敷材料的喷涂及催化剂的活化 采用喷涂涂覆法，用增压栗先把胶状物A喷涂到预处理后的Φ2~5_的颗粒状A1203 载体上，然后放入烘炉中，在80~110°C下干燥1~2小时，程序升温至500°C后保温2~3 小时，冷却后取出；然后把浆液B喷涂到涂覆了胶状物A后的Φ2~5mm的颗粒状A1203载 体上，然后放入烘炉中，在80~110°C下干燥1~2小时，程序升温至500°C后保温2~3 小时，冷却后取出；最后把浆液C喷涂到涂覆了胶状物A和浆液B后的Φ2~5mm的颗粒状 A1203载体上，然后放入烘炉中，在80~110°C下干燥1~2小时，程序升温至500°C后保温 2~3小时，再降温至300°C，在氢气气氛中，保温1~2小时，冷却后即制得催化剂成品。3. 根据权利要求2所述的催化剂的制备方法，其特征在于：所述的胶状物A、浆液B和 浆液C喷涂到Φ2~5mm的颗粒状A1203载体上时增压栗的操作压力为0. 05~0. 5MPa。
【专利摘要】本发明涉及一种颗粒状Pd-Pt有机废气净化催化剂及其制备方法，该催化剂以Φ2～5mm的颗粒状Al2O3为载体，喷涂涂敷氧化铝溶胶、CeO2、ZrO2、La2O3、Pr6O11、Y2O3、Cr2O3、Bi2O3作为助剂，贵金属Pd、Pt为活性组分，每升催化剂中涂敷的氧化铝溶胶(以Al2O3计算)、CeO2、ZrO2、La2O3、Pr6O11、Y2O3的总质量为45g，Cr2O3和Bi2O3的总质量为5g，Cr2O3和Bi2O3的质量比为1∶0.1～5，Pd和Pt的总质量为0.5g，Pd和Pt的质量比为1∶0.1～2。制备方法包括：载体的预处理，涂敷材料的制备，涂敷材料的喷涂及催化剂的活化。本发明具有制备方法简单，生产成本低，生产过程无水污染，催化剂抗毒能力强，催化剂活性高等特点。
【IPC分类】B01D53/86, B01J23/644, B01D53/72, B01D53/70
【公开号】CN105289599
【申请号】CN201510860122
【发明人】韦军
【申请人】杭州尹力环保科技有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月23日