专利名称：净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂及其制备方法，属于催化燃烧方法净化工业废气的技术领域。
背景技术：
有机废气是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260°C以内的有机化合物,其主要生产于化工和石油废气行业,石油、化工产品储罐气，印刷和油漆生产废气,萃取废气、木材干馏废气及制药厂废气等。这些易挥发性有机废气对环境造成严重污染，危害人体健康，必须要对其进行净化处理。
目前，有机废气的处理的技术路线主要为焚烧，这其中又分为直接燃烧和催化燃烧两种，但是直接燃烧所遇到的能耗高、处理不完全等问题使其在实际工程中较少采用，催化燃烧去除效率高、操作方便易行，是目前较为常用的方法。现阶段国内外催化燃烧法所用的催化剂主要分为贵金属型与复合氧化物型两种，贵金属型催化剂由贵金属Pt、Pd等制成，此类催化剂催化活性好、寿命长；复合金属氧化物型催化剂主要是Cu、Mn等的金属氧化物，该类催化剂价格低廉，在一定条件下可达到贵金属催化剂的效果，可该类催化剂却存在耐久性差这一明显缺点，这也使得该类催化剂实际使用受到了限制。同时在实际使用过程中，VOCs废气排放法规不断加严，未经过催化剂的初始排放废气的污染物含量也不断降低，这就要求催化剂在更低的废气浓度下依然能够具有较高的转化效率。并且，从工程实际安装及催化剂整体价格方面来考虑，需要催化剂能够在更高空速下保持好的催化活性。因此，如何能够制备出高催化活性、高寿命、低成本的适合高空速、低浓度有机废气的催化剂，这是目前工业催化领域研究的热点所在。
发明内容
本发明的目的是针对现有有机废气催化剂的不足之处，提供一种能够高温老化后依然具有高活性，高比表面的新型的处理有机废气的蜂窝陶瓷状催化剂。按照本发明提供的技术方案，净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂，按重量份计配方如下以堇青石蜂窝陶瓷为载体涂覆涂层浆液；涂层浆液中含￥-氧化铝8 16份、铈锆共熔体的混合物Γ8份、铈的可溶性盐3(Γ50份、去离子水25 45份和贵金属的盐溶液。所述铈锆共熔体中铈与锆摩尔比为3 I。所述铈的可溶性盐为硝酸铈。所述贵金属的盐溶液为钯和/或钼的硝酸盐或氯化盐。所述净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂的制备方法，按重量份计步骤如下(I)涂层浆液的制备取Y-氧化铝8 16份、铈锆共熔体的混合物Γ8份、铈的可溶性盐3(Γ50份和去离子水25 45份，分别称取后混合；使用球磨机搅拌或用高速剪切分散机以分散工艺处理浆液得到浆液；取贵金属的盐溶液，溶解于制得的浆液中，充分搅拌溶解，配置成贵金属浓度为O. 5^20mol/L的涂层浆液；
(2)涂覆烘干取堇青石蜂窝陶瓷为载体，浸泡于步骤(I)所得涂层浆液中，停留Hs，以l(Tl50mm/S的速度取出；将取出的堇青石蜂窝陶瓷于10(T30(TC下烘干20 60min ；(3)重复和焙烧重复步骤(2)，直至涂覆到堇青石蜂窝陶瓷载体上的涂层量达到ll(Tl20g/L ;将涂覆烘干完毕的堇青石蜂窝陶瓷载体置于30(T70(TC焙烧6(Tl20min，即得产品净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂。所述堇青石蜂窝陶瓷载体为50 600目。 步骤(I)所述涂层浆液D90，即颗粒数量的90%的粒径小于30 μ m。所述产品所述净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂上贵金属的涂覆量为O. 01-15g/L0本发明具有如下优点本发明制备的催化剂以陶瓷蜂窝载体为骨架，陶瓷蜂窝的气阻小，强度高，会使排气气流与涂层表面接触时间延长；在载体表面涂覆的涂层中含有Pd，Pt中一种或两种，其负载在高比表面积的氧化铝上，在催化剂制备过程中使用了稀土硝酸盐和/或有机酸作为贵金属活性组分的分散剂，极大的提高了催化剂的稳定性，延长了催化剂的寿命。
图I处理有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂实物图。图2实施例I催化剂混合气体活性评价床层温度测试结果。
具体实施例方式以下实施例中Y-氧化铝可以购自苏州华威精细化工有限公司，铈锆共熔体可以购自苏州华威精细化工有限公司，堇青石蜂窝陶瓷可以购自宜兴王子制陶有限公司。实施例I净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂Al陶瓷蜂窝状载体选用50目，外型100mm*100mm*IOOmm的正方体；(I)涂层浆液的制备称取去离子水3500克，在其中加入氧化铝1200克，600克铈错复合氧化物(铺与错摩尔比为3 :1),400克硝酸铺,搅拌均匀，至硝酸盐完全溶解,使用球磨机将浆液球磨粒径D90小于20微米，在搅拌的过程中滴加含钯15%的硝酸钯即制得涂层用浆液；(2)涂覆烘干将长轴100mm，宽轴100mm，高100mm，体积IL的300目堇青石蜂窝
陶瓷载体称重后，浸泡于步骤(I)所得涂层浆液中，停留Hs，以l(Tl50mm/S的速度取出；将取出的堇青石蜂窝陶瓷于200°C下烘40min，将其中80%以上的水分烘干；(3)重复和焙烧重复步骤(2)，直至涂覆到堇青石蜂窝陶瓷载体上的涂层量达到120g/L;用空气刀将载体表面多余的浆液吹走，将载体吹通，将涂覆烘干完毕的堇青石蜂窝陶瓷载体置于500°C的马弗炉中焙烧85min，然后取出称重。涂层的涂覆量为120g/L，钯的涂覆量为I. 061g/L。催化剂活性评价与床层温度测试结果见图2与表I。活性测试方法如下测试条件色谱柱，ST-30-2，检测器(FID)温度105°C ;柱箱温度120°C ;柱前压O. IMpa ;进样方式六通阀进样(带Iml定量管)
气氛条件甲苯320ppm甲醒250ppm, 二甲苯200ppm平衡气空气。测试不同温度下废气的转化率。实施例2净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂A2具体制备方法与本部分实例I基本相同，不同之处在于载体目数为100目。催化剂活性评价与床层温度测试结果见表I。实施例3净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂A3具体制备方法与本部分实例I基本相同，不同之处在于载体目数为200目。催化剂活性评价与床层温度测试结果见表I。实施例4净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂A4
具体制备方法与本部分实例I基本相同，不同之处在于载体目数达到600目。催化剂活性评价与床层温度测试结果见表I。表I实施例f 4催化剂活性评价与床层温度测试结果
权利要求
1.净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂，其特征是按重量份计配方如下以堇青石蜂窝陶瓷为载体涂覆涂层浆液；涂层浆液中含Y -氧化铝8 16份、份铈锆共熔体的混合物4 8份、铈的可溶性盐3(T50份、去离子水25 45份和贵金属的盐溶液。
2.如权利要求I所述净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂，其特征是所述铈锆共熔体中铺与错摩尔比为3 I。
3.如权利要求I所述净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂，其特征是所述铈的可溶性盐为硝酸铺。
4.如权利要求I所述净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂，其特征是所述贵金属的盐溶液为钯和/或钼的硝酸盐或氯化盐。
5.权利要求I所述净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂的制备方法，其特征是按重量份计步骤如下 (1)涂层浆液的制备取Y-氧化铝8 16份、铈锆共熔体的混合物41份、铈的可溶性盐3(T50份和去离子水25 45份，分别称取后混合；使用球磨机搅拌或用高速剪切分散机以分散工艺处理浆液得到浆液；取贵金属的盐溶液，溶解于制得的浆液中，充分搅拌溶解，配置成贵金属浓度为0. 5^20mol/L的涂层浆液； (2)涂覆烘干取堇青石蜂窝陶瓷为载体，浸泡于步骤(I)所得涂层浆液中，停留Hs，以l(Tl50mm/S的速度取出；将取出的堇青石蜂窝陶瓷于10(T30(TC下烘干2(T60min ； (3)重复和焙烧重复步骤(2)，直至涂覆到堇青石蜂窝陶瓷载体上的涂层量达到Il(Tl20g/L;用空气刀将载体表面多余的浆液吹走，将载体吹通，将涂覆烘干完毕的堇青石蜂窝陶瓷载体置于30(T70(TC焙烧6(Tl20min，即得产品净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂。
6.如权利要求6所述净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂的制备方法，其特征是所述堇青石蜂窝陶瓷载体为50飞00目。
7.如权利要求6所述净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂的制备方法，其特征是步骤(I)所述涂层浆液D90，即颗粒数量的90 %的粒径小于30 u m。
8.如权利要求6所述净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂的制备方法，其特征是所述产品所述净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂上贵金属的涂覆量为0. 01-15g/L。
全文摘要
本发明涉及一种净化有机废气的陶瓷蜂窝状催化剂及其制备方法，属于催化燃烧方法净化工业废气的技术领域。其由陶瓷蜂窝为骨架状，以氧化铝、氧化铈、铈锆共熔体的混合物等中一种或几种氧化物作为涂层；以Pt、Pd中一种或两种作为活性组分。本发明的优点在于利用气阻小，排气气流延长与涂层表面接触时间的陶瓷蜂窝载体为骨架增加转化率，有效降低催化剂成本，同时提高催化剂的稳定性，降低了催化剂的更换频率与使用成本。
文档编号B01J35/04GK102755912SQ20121024678
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日
发明者刘洋, 张云, 张徐民, 张明涛, 张 杰, 张辉, 曾德智, 王为民, 王刚, 王家明, 盛丽萍, 胡芳芳, 董沛泓, 袁芳芳, 褚霞, 贾莉伟, 邱祎源, 陆建强, 陈阳 申请人:无锡威孚环保催化剂有限公司