专利名称：不锈钢阳极氧化膜金属蜂窝催化剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于处理有机废气的环境保护催化剂，特别是涉及低贵金属含量的不锈钢阳极氧化膜金属蜂窝载体负载贵金属催化剂的制备方法。
背景技术：
在化工生产过程中会产生大量的有机废气(如甲苯，二甲苯、丙酮，乙酸乙酯等)，对环境造成污染。目前用于处理有机废气的催化剂，多采用活性氧化铝负载贵金属制成陶瓷催化剂。该催化剂易破碎，且热稳定性不好，往往经过长期使用以后催化剂出现烧结现象，导致催化剂活性降低，难以再生重复利用。
中国专利CN031293670公开了一种不锈钢阳极氧化膜负载贵金属催化剂制备方法，其步骤为化学除油，氧化皮处理，挂灰处理，活化预处理，阳极氧化处理，获得不锈钢阳极氧化膜，负载贵金属活性组分，该不锈钢阳极氧化膜负载贵金属催化剂活性高、耐高温、耐腐蚀，耐冲击、抗震动，空气阻力小，热稳定性好。但存在着制备步骤多，贵金属含量较高，制备成本高，产生污染，处理范围小等问题。
发明内容
本发明目的是在中国专利CN031293670基础上进行改进，优化制备工艺和条件，提供一种贵金属含量低，制备工艺简单的不锈钢阳极氧化膜负载贵金属催化剂制备方法。
本发明提供的不锈钢阳极氧化膜金属蜂窝负载贵金属催化剂，采用以表面附着复合氧化膜不锈钢蜂窝为载体，以贵金属铂、钯为活性组分，催化剂活性组分为含Pt0.01wt％，含Pd0.02wt％，采用阳极氧化制备工艺形成阳极氧化膜，采用浸渍方法负载贵金属活性组分制备成催化剂，制备步骤如下1、将不锈钢薄片加工成蜂窝状，浸渍在H2O、H2SO4、HCl、C2H5OH、H2O2及适量(CH)6N4的去氧化皮溶液中，H2O∶H2SO4∶HCl∶C2H5OH∶H2O2体积比为10∶1∶1∶1∶1，进行去氧化皮，反应温度为室温，搅拌，时间为3-5分钟。
2、将去氧化皮的不锈钢薄片浸渍在HNO3、H2O2，H2O除挂灰溶液中，HNO3∶H2O2∶H2O体积比为2∶1∶63.7。进行除挂灰，反应温度为室温，搅拌浸渍时间为1-5分钟。
3、将除挂灰的不锈钢薄片浸渍在H2SO4、HCl溶液中，体积比为10∶1进行活化预处理，时间为0.5-2分钟。
4、将预处理的不锈钢薄片浸渍在H2SO4电解质溶液中，电流密度为10-1A/dm2，电压为1.5-5.0V，时间为30分钟，得到阳极氧化膜载体。
5、将不锈钢阳极氧化膜载体浸渍在溶液含贵金属含Pt为0.01wt％，含Pd为0.02wt％的溶液中负载贵金属活性组分。置于还原剂为水合肼(浓度为0.1wt％)中进行还原，所述还原时间为2-4小时。
6、将上述不锈钢阳极氧化膜负载贵金属的催化剂前驱体，在温度为500-1000℃空气氛中焙烧，焙烧时间为2-4小时，即可获得本发明的0.01％Pt-0.02％Pd/不锈钢阳极氧化膜金属蜂窝催化剂。
本发明利用不锈钢具有良好的导热性能，易加工成各种形状以及高稳定性高机械强度等优点，经阳极氧化工艺的处理，表面形成复合氧化膜后负载活性组分的制成金属蜂窝催化剂，用于处理有机废气(如甲苯，丙酮，乙酸乙酯，乙醇等)。
本发明以与中国专利CN031293670专利相比，原有载体预处理工艺中不锈钢薄片首先要进行化学除油，该工艺用到强碱(排放过程中污染环境)且反应温度需控制在30-60℃(有一定的能耗)，本发明取消化学除油的步骤，优化了制备工艺，贵金属含量较低，含Pt为0.01wt％，含Pd为0.02wt％，制得的催化剂活性高、处理范围更宽，经1000℃高温处理2小时后，对甲苯的完全转化温度为200℃，对丙酮的完全转化温度为180℃，对乙酸乙酯的完全转化温度为260℃，对乙醇的完全转化温度为140℃。在同类环境保护催化剂中，具有广阔的市场应用前景。
具体实施例方式
实施例1不锈钢阳极氧化膜负载贵金属催化剂的制备一个具体实施例，其步骤为●将不锈钢薄片加工成一定的规格，制成蜂窝状。
●然后将蜂窝状不锈钢载体进行去氧化皮处理按H2O、H2SO4、HCl、C2H5OH、(CH)6N4、H2O2的顺序，依次加入600ml H2O、60ml H2SO4、60ml HCl、60ml C2H5OH、适量(CH)6N4、60ml H2O2，配成溶液。将蜂窝状不锈钢载体浸入上述溶液中，在搅拌状态下浸渍3分钟，用去离子水洗净。
●将已去氧化皮的蜂窝状不锈钢载体进行除挂灰处理置于含30ml HNO3、15ml H2O2、955ml H2O的混合溶液中，搅拌状态下浸渍1分钟，用去离子水洗净。
●将蜂窝状不锈钢载体置于含10ml H2SO4、1ml HCl的混合溶液中，活化预处理1分钟。
●将已活化预处理的蜂窝状不锈钢载体完全浸没于500ml H2SO4(浓度为30wt％)电解质溶液中，控制反应时间以及反应温度，进行阳极氧化，40分钟后，将不锈钢载体取出，用去离子水冲洗干净，100℃烘干，备用。
●将制备好的蜂窝状不锈钢载体，浸入含贵金属0.01wt％Pt、0.02wt％Pd的氯铂酸和氯钯酸溶液中，煮沸，待溶液颜色由黄色转为无色后，将不锈钢载体取出，洗净，浸置于0.1wt％水合肼溶液中，2小时后取出，洗净，烘干，得催化剂前驱体。
●将此催化剂前驱体在800-1000℃温度、空气氛条件下焙烧2-4小时，制得催化剂。
实施例的蜂窝状不锈钢载体负载贵金属制成催化剂，经500-1000℃温度焙烧处理，催化剂表面组成氧化膜的复合氧化物粒径仍保持在微米级，用于处理有机废气具有较高的活性、热稳定性，对甲苯的完全转化温度为200℃，对丙酮的完全转化温度为180℃，对乙酸乙酯的完全转化温度为260℃，对乙醇的完全转化温度为140℃。
权利要求
1.一种不锈钢阳极氧化膜金属蜂窝负载贵金属催化剂的制备方法，采用阳极氧化制备工艺形成阳极氧化膜，采用浸渍方法负载贵金属活性组分制备成催化剂，制备步骤如下●将不锈钢薄片加工成蜂窝状，浸渍在H2O、H2SO4、HCl、C2H5OH、H2O2及适量(CH)6N4的溶液中，上述溶液体积比为10∶1∶1∶1∶1，进行去氧化皮，反应温度为室温，搅拌，时间为3-5分钟；●将去氧化皮的不锈钢薄片浸渍在HNO3、H2O2、H2O除挂灰溶液中，上述溶液体体积比为2∶1∶63.7，进行除挂灰，反应温度为室温，搅拌浸渍时间为1-5分钟；●将除挂灰的不锈钢薄片浸渍在H2SO4、HCl溶液中，体积比为10∶1进行活化预处理，时间为0.5-2分钟；●将预处理的不锈钢薄片浸渍在H2SO4电解质溶液中，电流密度为10-1A/dm2，电压为1.5-5.0V，时间为30分钟，得到阳极氧化膜载体；●将不锈钢阳极氧化膜载体浸渍在溶液含贵金属含Pt为0.01wt％，含Pd为0.02wt％的溶液中负载贵金属活性组分，置于浓度为0.1wt％水合肼还原剂中进行还原，时间为2-4小时；●将上述不锈钢阳极氧化膜负载贵金属的催化剂前驱体，在温度为500-1000℃空气氛中焙烧，焙烧时间为2-4小时，即可获得本发明的0.01％Pt-0.02％Pd/不锈钢阳极氧化膜金属蜂窝催化剂。
2.根据权利要求1所述的不锈钢阳极氧化膜金属蜂窝负载贵金属催化剂的制备方法，其特征为所述的去氧化皮溶液加入顺序为H2O、H2SO4、HCl、C2H5OH、(CH)6N4、H2O2，反应温度为室温，在搅拌状态下，不锈钢载体浸渍时间为3分钟。
3.根据权利要求所述的不锈钢金属蜂窝催化剂的制备方法，其特征为所述的除挂灰溶液组成为HNO3、H2O2，H2O；溶液体积比为2∶1∶63.7，反应温度为室温，在搅拌状态下，不锈钢载体浸渍时间为1.0分钟。
全文摘要
一种不锈钢阳极氧化膜金属蜂窝催化剂的制备方法，采用阳极氧化的制备工艺形成阳极氧化膜，浸渍方法负载贵金属活性组分制备成催化剂,贵金属含量低,含Pt0.01wt％，含Pd0.02wt％，制备工艺简单，用于处理挥发性有机废气，对甲苯的完全转化温度为200℃，对丙酮的完全转化温度为180℃，对乙酸乙酯的完全转化温度为260℃，对乙醇的完全转化温度为140℃。
文档编号B01J37/02GK101028597SQ200710067768
公开日2007年9月5日 申请日期2007年3月26日 优先权日2007年3月26日
发明者陈敏, 马莹, 李国峰, 郑小明 申请人:浙江大学