一种适用于VOCs催化燃烧的颗粒型催化剂的制备方法与流程

本发明属于vocs净化处理技术领域，尤其涉及一种适用于vocs催化燃烧的颗粒型催化剂的制备方法。

背景技术：

挥发性有机物（volatileorganiccompounds，简写为vocs）是指具有较高饱和蒸汽压、在常温常压时比较容易挥发的有机化合物，是一类比较常见而且非常重要的大气污染物。挥发性有机物主要来源于石油化工、制药、印刷、喷涂、机动车以及制鞋等行业，包括烃类、醛类、酯类、酮类、卤代烃、芳香烃、多环芳香烃等。vocs大多有毒性并伴有恶臭，如苯、甲醛、甲苯、氯苯、乙苯等多环芳烃等有机物。vocs的成分比较复杂，它们对人体的危害也非常大，特别是对人的眼、鼻以及呼吸道有强烈的刺激作用，也会对心、肺、肝等内脏及神经系统产生特别大的影响。在浓度较高的情况下，会使人体某些器官和机体的在短时间内发生病变,甚至造成急性中毒，比如头晕、头痛、疲倦、无力、胸闷等症状，还可影响人体的消化系统，出现食欲不振、恶心等，严重时可损伤肝脏和造血系统，如果影响到大脑和神经系统,就会造成记忆力减退等严重后果，即使在较低浓度情况下，长时间处于该环境中也会产生慢性中毒，有时会发生致癌、致突变等现象。

国内外vocs污染控制方法目前主要有吸附法、吸收法、生物处理技术、膜分离技术、直接燃烧法、催化燃烧法等，其中催化燃烧法是一种高效清洁燃烧技术，主要利用催化剂使有机废气在较低的温度条件下充分燃烧。相对其他处理技术，催化燃烧具有以下显著优点：起燃温度低，能耗少，处理效率高，无二次污染等，使之成为目前最有前景的vocs处理方法。催化燃烧技术是通过催化剂在低温（＜400℃）下，实现对挥发性有机废气的彻底氧化，具有净化率高，能耗低，无二次污染等优点，同时可以能重复的利用反应产生热量，实现了热量的循环。

专利公开号为cn105214649a、公开日为2016.01.06的中国发明专利公开了一种可同时处理碳烟颗粒、氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物，并且具有理想效果的非贵金属型柴油车尾气催化净化装置，包括多孔陶瓷载体和负载的催化剂，催化剂为铈、镝、锰和钙的复合氧化物，其摩尔比例为ce∶dy∶mn∶ca=1∶0.1—0.5∶0.2—0.8∶0.1—0.5。

但是该发明专利中的颗粒催化燃烧器存在催化活性低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种适用于vocs催化燃烧的颗粒型催化剂的制备方法，其能通过载体预处理、载体浸渍、还原处理以及后处理四步制备方法，达到颗粒型催化剂有效制备的目的。本发明具有制备方法简便有效，原材料易得，制得的颗粒型催化剂分散性好、比表面积大、活性位点多以及催化活性高的优点。

本发明解决上述问题采用的技术方案是：一种适用于vocs催化燃烧的颗粒型催化剂的制备方法，依次包括以下步骤：载体预处理、载体浸渍、还原处理以及后处理。

进一步优选的技术方案在于：所述载体预处理步骤中，以γ-al2o3为载体，预处理方法为浸泡。

进一步优选的技术方案在于：浸泡时间为8-10h，浸泡剂为去离子水，以用于清洗载体内部孔道。

进一步优选的技术方案在于：所述载体浸渍步骤中，浸渍溶液为含铂、钯化合物的酸性溶液。

进一步优选的技术方案在于：所述浸渍溶液的溶剂为去离子水，ph为2.0-3.0，通过稀硝酸溶液调节。

进一步优选的技术方案在于：所述浸渍溶液中还包括含铑化合物，其中按贵金属成分重量计，所述含铂化合物为1-2份，含钯化合物为18-20份，含铑化合物为1-2份。

进一步优选的技术方案在于：所述载体浸渍步骤中，先进行搅拌操作，搅拌时间为5-10min，再进行浸渍，浸渍时间为2-3h。

进一步优选的技术方案在于：所述还原处理步骤中，还原液为过氧化氢的去离子水溶液，还原时间为2-5h。

进一步优选的技术方案在于：所述后处理步骤中，依次包括洗涤、烘干以及煅烧三个处理工艺。

进一步优选的技术方案在于：所述洗涤处理工艺中，先用自来水洗涤3-5遍，后用去离子水洗涤4-6遍；所述烘干处理工艺中，烘干温度为150-200℃，烘干时间为2-3h；所述煅烧处理工艺中，煅烧温度为500-650℃，煅烧时间为2-2.5h

本发明通过载体预处理、载体浸渍、还原处理以及后处理四步制备方法，达到颗粒型催化剂有效制备的目的。本发明具有制备方法简便有效，原材料易得，制得的颗粒型催化剂分散性好、比表面积大、活性位点多以及催化活性高的优点。

附图说明

图1为本发明实施例1的催化燃烧测试结果示意图。

图2为本发明实施例2的催化燃烧测试结果示意图。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定。

实施例1：如附图1所示，一种适用于vocs催化燃烧的颗粒型催化剂的制备方法，其特征在于依次包括以下步骤：

（1）载体预处理：以氧化铝为骨架载体，其中γ-al2o3的重量占比为94%，粒径为3mm，比表面积为320m²/g，堆密度为0.68g/ml，然后进行8h的去离子水浸泡操作，

（2）载体浸渍：浸渍溶液包括18kg去离子水、50ml氯钯酸以及50ml氯铂酸，用稀硝酸溶液调节ph至2.0，然后依次进行5min的搅拌操作，2h的浸渍操作；

（3）还原处理：完成浸渍操作后，在过氧化氢的去离子水溶液中进行还原操作，还原时间为2h；

（4）后处理：γ-al2o3载体完成还原操作后，先进行3遍自来水洗涤、4遍去离子水洗涤，再在150℃条件下烘干2h，然后在500℃条件下煅烧2h，最终得到pt-pd/γ-al2o3的颗粒型催化剂产品。

在本实施例中，γ-al2o3购自淄博文世科铝业有限公司，氯铂酸溶液购自上海久岳化工有限公司，氯钯酸购自上海久岳化工有限公司。

对本实施例中得到的颗粒型催化剂进行活性测试，测试条件为：检测器（fid）温度：200℃，柱箱温度：180℃，柱前压力：0.1mpa，进样方式：1ml的定量管手动进样；气氛条件：二甲苯3g/m³，乙酸乙酯3/m³，平衡气：空气，最终得到如附图1所示的催化燃烧测试结果示意图。

实施例2：如附图2所示，一种适用于vocs催化燃烧的颗粒型催化剂的制备方法，其特征在于依次包括以下步骤：

（1）载体预处理：以氧化铝为骨架载体，其中γ-al2o3的重量占比为96%，粒径为5mm，比表面积为350m²/g，堆密度为0.68g/ml，然后进行10h的去离子水浸泡操作，

（2）载体浸渍：浸渍溶液包括18kg去离子水、100ml氯钯酸以及100ml氯铂酸，用稀硝酸溶液调节ph至3.0，然后依次进行10min的搅拌操作，2h的浸渍操作；

（3）还原处理：完成浸渍操作后，在过氧化氢的去离子水溶液中进行还原操作，还原时间为2h；

（4）后处理：γ-al2o3载体完成还原操作后，先进行4遍自来水洗涤、5遍去离子水洗涤，再在200℃条件下烘干2h，然后在600℃条件下煅烧2.5h，最终得到pt-pd/γ-al2o3的颗粒型催化剂产品。

在本实施例中，γ-al2o3购自淄博文世科铝业有限公司，氯铂酸溶液购自上海久岳化工有限公司，氯钯酸购自上海久岳化工有限公司。

对本实施例中得到的颗粒型催化剂进行活性测试，测试条件为：检测器（fid）温度：200℃，柱箱温度：180℃，柱前压力：0.1mpa，进样方式：1ml的定量管手动进样；气氛条件：二甲苯3g/m³，乙酸乙酯3g/m³，平衡气：空气，最终得到如附图2所示的催化燃烧测试结果示意图。

对于附图1以及附图2的测试结果，可以得出以下结论：

第一：按照本发明方法制备得到的颗粒型催化剂，能够在行业规定的低温（＜400℃）条件下，对二甲苯以及乙酸乙酯达到98-100%的催化燃烧去除效率；

第二，相对于二甲苯，乙酸乙酯达到高比例的催化燃烧温度更高；

第三，二甲苯适宜的催化燃烧去除温度范围为260-280℃；乙酸乙酯适宜的催化燃烧去除温度范围为300-320℃。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种修改。这些都是不具有创造性的修改，只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。