专利名称：一种处理碳氢化合物的硅藻土催化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种处理碳氢化合物的硅藻土催化剂及其制备方法，属于新材料技术 领域。
背景技术：
随着城市经济的高速发展，城市机动车化程度越来越高，尾气的排放对大气环境 的影响也越来越严重，由此造成的环境污染和对人体的危害日益严重。碳氢化合物是汽车 尾气中的主要有害成分之一。目前对含碳氢化合物的治理主要采用转化的方法，但转化法 存在的处理能力有限、碳氢化合物的去除效率低、费用高等问题。中国专利CN01127915.X公开的“一种大分子碳氢化合物加氢精制催化剂及其制 备方法”采用以含镍氧化铝为载体，以第VDI族和VIB族金属元素为活性组分的催化剂对碳氢 化合物进行加氢处理。该催化剂对碳氢化合物的去除过程复杂，催化剂不可再生。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备过程简单、碳氢化合物去除效果好的催化剂及其制 备方法。为了达到上述目的，本发明提供了一种处理碳氢化合物的硅藻土催化剂，其 特征在于由载体硅藻土 50-95重量份和活性组分金属氧化物混合物5-50重量份组成；其 中，所述金属氧化物混合物由氧化铜1-9重量份、氧化镍1-13重量份、氧化锰1-8重量份、 氧化钴1-9重量份以及氧化锌1-11重量份组成。本发明还提供了上述处理碳氢化合物的硅藻土催化剂的制备方法，其特征在于， 具体步骤为
第一步、在室温条件下，将含铜化合物、含镍化合物、含锰化合物、含钴化合物和含锌化 合物按比例混合，其中，含铜化合物为醋酸铜、氧化铜、氢氧化铜、硫酸铜和硝酸铜中的一种 或两种以上的混合物，含镍化合物为醋酸镍、氧化镍、硝酸镍、硫酸镍和氢氧化镍中的一种 或两种以上的混合物，含锰化合物为醋酸锰、氧化锰、硝酸锰、硫酸锰和氢氧化锰中的一种 或两种以上的混合物，含钴化合物为醋酸钴、氧化钴、硝酸钴、硫酸钴和氢氧化钴中的一种 或两种以上的混合物，含锌化合物为醋酸锌、氧化锌、硝酸锌、硫酸锌和氢氧化锌中的一种 或两种以上的混合物；
第二步、将第一步得到的混合物在水、0. l_6wt%盐酸、0. 1-6衬％硫酸和0. 1-6衬％硝酸 中的一种或两种以上的混合物中，以50-800转/分钟的转速搅拌溶解，得到金属离子总浓 度为10-50%的混合溶液；
第三步、按比例将硅藻土以50-800转/分钟的转速搅拌分散在第二步得到的混合溶液 中2-20小时，然后将溶液过滤，洗涤，得到固体混合物，在80-200°C干燥2-20小时；
第四步、将第三步中干燥后的固体混合物在400-800°C焙烧1-10小时，得到硅藻土催 化剂。
所述硅藻土催化剂的比表面积为10-350m2/g。本发明与现有技术相比，优点如下
(1)制备过程无污染，产率高达90-99%，具有50-250°C加热可再生的优点，使用寿命长 达10年。(2)本发明所述催化剂在300°C下对碳氢化合物的去除率达100 %，产物为水和二 氧化碳。(3)本发明所述催化剂具有工艺简单、原料广泛、价格低廉、无污染、去除效率 高等优点，可用于汽车尾气处理、石油化工厂、炼油厂等领域。
具体实施例方式
下面结合实施例来具体说明本发明。实施例1
一种处理碳氢化合物的硅藻土催化剂，由载体硅藻土 56g和活性组分金属氧化物
20.4g组成，其中，所述金属氧化物混合物由1. 6g氧化铜、4. 2g氧化镍、5. 6g氧化锰、3g氧 化钴以及6g氧化锌组成。其制备方法如下
在室温下，将4g硝酸铜、8g硫酸镍、IOg硫酸锰、7g硫酸钴和12g硫酸锌混合，加350mL 水，以400转/分钟的转速搅拌将固体溶解得到金属离子总浓度为10%的混合溶液；将56g 硅藻土以500转/分钟的转速搅拌分散在金属离子的混合溶液中2小时，然后将溶液过滤， 洗涤，120°C干燥4小时；将得到固体混合物在500°C焙烧，焙烧时间为2小时，得到硅藻土 催化剂成品。Ig该催化剂在300°C时对50mL/min流速的丙烷气体去除率达到100%。实施例2
一种硅藻土催化剂，由载体硅藻土 50g和活性组分金属氧化物17. Ig组成，其中，所述 金属氧化物混合物由2g氧化铜、2. 5g氧化镍、6g氧化锰、4. 2g氧化钴以及2. 4g氧化锌组 成。其制备方法如下
在室温下，将5g醋酸铜、6g醋酸镍、12g醋酸锰、IOg醋酸钴和6g硝酸锌混合，加280mL 水，以250转/分钟的转速搅拌将固体溶解得到金属离子总浓度为12. 2%的混合溶液；将 50g硅藻土以400转/分钟的转速搅拌分散在金属离子的混合溶液中20小时，然后将溶液 过滤，洗涤，200°C干燥2小时；将得到固体混合物在800°C焙烧，焙烧时间为10小时，得到 硅藻土催化剂成品。Ig该催化剂在300°C时对70mL/min流速的甲烷气体去除率达到100%。实施例3
一种处理碳氢化合物的硅藻土催化剂，由载体硅藻土 75g和活性组分金属氧化物
21.9g组成，其中，所述金属氧化物混合物由3g氧化铜、6. 3g氧化镍、3. 4g氧化锰、4g氧化 钴以及5. 2g氧化锌组成。其制备方法如下
在室温下，将7g醋酸铜、8g氢氧化镍、7g醋酸锰、IOg醋酸钴和12g醋酸锌混合，加 200mL水，以550转/分钟的转速搅拌将固体溶解得到金属离子总浓度为18%的混合溶液； 将75g硅藻土以500转/分钟的转速搅拌分散在金属离子的混合溶液中4小时，然后将溶液过滤，洗涤，150°C干燥8小时；将得到固体混合物在800°C焙烧，焙烧时间为6小时，得到 硅藻土催化剂成品。0. 09g该催化剂在300°C时对35mL/min流速的丙烷气体去除率达到
100% 。实施例4
一种处理碳氢化合物的硅藻土催化剂，由载体硅藻土 50g和活性组分金属氧化物 44. 9g组成，其中，所述金属氧化物混合物由9g氧化铜、6g氧化镍、7g氧化锰、11. 4g氧化钴 以及11. 5g氧化锌组成。其制备方法如下
在室温下，将6g氧化铜、5g氢氧化铜、6g氧化镍、7g氧化锰、IOg氧化钴、3g氢氧化钴、 7g氢氧化锌和7g氧化锌混合，加50mL 0. lwt%硝酸溶液，以50转/分钟的转速搅拌将固体 溶解得到金属离子总浓度为50%的混合溶液；将50g硅藻土以800转/分钟的转速搅拌分 散在金属离子的混合溶液中2小时，然后将溶液过滤，洗涤，80°C干燥20小时；将得到固体 混合物在400°C焙烧，焙烧时间为1小时，得到硅藻土催化剂成品。Ig该催化剂在300°C时 对150mL/min流速的乙烷气体去除率达到100%。实施例5
一种处理碳氢化合物的硅藻土催化剂，由载体硅藻土 50g和活性组分金属氧化物33g 组成，其中，所述金属氧化物混合物由5g氧化铜、6g氧化镍、7g氧化锰、9g氧化钴以及6g氧 化锌组成。其制备方法如下
在室温下，将6g氧化铜、6g氧化镍、7g氧化锰、IOg氧化钴和7g氧化锌混合，加300mL 0. lwt%硫酸溶液，以50转/分钟的转速搅拌将固体溶解得到金属离子总浓度为10. 7%的混 合溶液；将50g硅藻土以800转/分钟的转速搅拌分散在金属离子的混合溶液中2小时，然 后将溶液过滤，洗涤，80°C干燥20小时；将得到固体混合物在400°C焙烧，焙烧时间为1小 时，得到硅藻土催化剂成品。Ig该催化剂在300°C时对150mL/min流速的乙烷气体去除率 达到100%。实施例6
一种处理碳氢化合物的硅藻土催化剂，由载体硅藻土 60g和活性组分金属氧化物 36. 2g组成，其中，所述金属氧化物混合物由7. 2g氧化铜、7g氧化镍、8. 5g氧化锰、5. 5g氧 化钴以及8g氧化锌组成。其制备方法如下
在室温下，将9g氢氧化铜、8g氧化镍、9g氢氧化锰、7g氢氧化钴和IOg氢氧化锌混合， 加200mL 6wt%盐酸溶液，以400转/分钟的转速搅拌将固体溶解得到金属离子总浓度为 17. 6%的混合溶液；将60g硅藻土以800转/分钟的转速搅拌分散在金属离子的混合溶液 中20小时，然后将溶液过滤，洗涤，120°C干燥2小时；将得到固体混合物在700°C焙烧，焙 烧时间为10小时，得到硅藻土催化剂成品。Ig该催化剂在300°C时对llOmL/min流速的丙 烷气体去除率达到100%。实施例7
一种处理碳氢化合物的硅藻土催化剂，由载体硅藻土 60g和活性组分金属氧化物 41. 9g组成，其中，所述金属氧化物混合物由6g氧化铜、6g氧化镍、7g氧化锰、11. 4g氧化钴以及11. 5g氧化锌组成。
其制备方法如下
在室温下，将6g氧化铜、、6g氧化镍、7g氧化锰、IOg氧化钴、3g氢氧化钴、7g氢氧化锌 和7g氧化锌混合，加IOOmL 0. lwt%硝酸和0. 5wt%盐酸溶液，以50转/分钟的转速搅拌将 固体溶解得到金属离子总浓度为31. 5%的混合溶液；将60g硅藻土以700转/分钟的转速 搅拌分散在金属离子的混合溶液中4小时，然后将溶液过滤，洗涤，115°C干燥24小时；将得 到固体混合物在700°C焙烧，焙烧时间为4小时，得到硅藻土催化剂成品。0. Sg该催化剂在 300°C时对95mL/min流速的乙烷气体去除率达到100%。
权利要求
一种处理碳氢化合物的硅藻土催化剂，其特征在于，由载体硅藻土50 90重量份和活性组分金属氧化物混合物8 54重量份组成；其中，所述金属氧化物混合物由氧化铜1 9重量份、氧化镍1 8重量份、氧化锰1 7重量份、氧化钴2 7重量份以及氧化锌1 8重量份组成。
2.权利要求1所述的处理碳氢化合物的硅藻土催化剂的制备方法，其特征在于，具体 步骤为第一步、在室温条件下，将含铜化合物、含镍化合物、含锰化合物、含钴化合物和含锌化 合物按比例混合，其中，含铜化合物为醋酸铜、氧化铜、氢氧化铜、硫酸铜和硝酸铜中的一种 或两种以上的混合物，含镍化合物为醋酸镍、氧化镍、硝酸镍、硫酸镍和氢氧化镍中的一种 或两种以上的混合物，含锰化合物为醋酸锰、氧化锰、硝酸锰、硫酸锰和氢氧化锰中的一种 或两种以上的混合物，含钴化合物为醋酸钴、氧化钴、硝酸钴、硫酸钴和氢氧化钴中的一种 或两种以上的混合物，含锌化合物为醋酸锌、氧化锌、硝酸锌、硫酸锌和氢氧化锌中的一种 或两种以上的混合物；第二步、将第一步得到的混合物在水、0. l_6wt%盐酸、0. 1-6衬％硫酸和0. 1-6衬％硝酸 中的一种或两种以上的混合物中，以50-800转/分钟的转速搅拌溶解，得到金属离子总浓 度为10-50%的混合溶液；第三步、按比例将硅藻土以50-800转/分钟的转速搅拌分散在第二步得到的混合溶液 中2-20小时，然后将溶液过滤，洗涤，得到固体混合物，在80-200°C干燥2-20小时；第四步、将第三步中干燥后的固体混合物在400-800°C焙烧1-10小时，得到硅藻土催 化剂。
3.如权利要求2所述的处理碳氢化合物的硅藻土催化剂的制备方法，其特征在于，所 得硅藻土催化剂比表面积为10-350m2/g。
全文摘要
本发明提供了一种处理碳氢化合物的硅藻土催化剂及其制备方法。所述的催化剂，由载体硅藻土和活性组分金属氧化物混合物组成；其中，所述金属氧化物混合物为氧化铜、氧化镍、氧化锰、氧化钴以及氧化锌的混合物。其制备方法为将含铜化合物、含镍化合物、含锰化合物、含钴化合物以及含锌化合物混合；溶解，将硅藻土分散在混合溶液中，过滤，洗涤，干燥，焙烧。本发明方法简单，所得催化剂处理碳氢化合物效率高。
文档编号B01D53/72GK101940932SQ20101028978
公开日2011年1月12日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者丁彬, 俞建勇, 孙刚, 毛雪 申请人:东华大学