用于CO和VOCs去除的整体式催化剂及其制备方法

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种用于co和vocs去除的整体式催化剂及其制备方法。

背景技术：

1、挥发性有机物(vocs)是指常温下饱和蒸气压大于70pa，常压下沸点在260℃以内的有机化合物。co是一种无色、无味且有毒的气体。汽车尾气排放、钢铁产业、煤炭及生物燃料燃烧、汽油或工业溶剂挥发、液化石油气或天然气泄漏、天然植物释放等过程都会向大气环境中排放大量的vocs和co。而随着当今汽车数量的增加以及工业废气的大量产生，vocs的种类及浓度也直线增加。当人体摄入的vocs和co超过一定剂量就会引起中毒，长期接触还会导致癌症。因此，研发高效降解co和vocs的技术手段成为一个亟待解决的问题。

2、目前，常用的co和vocs处理技术包括两大类，一是选择性地回收再利用，该类方法适用于高浓度且具有回收价值的有机废气，主要方法有：吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法；二是合理的转化与销毁，该类方法主要适用于处理具有大风量，低浓度特点的工业废气，主要有生物法、等离子体法、催化氧化法和光催化法。催化氧化法是利用催化剂降低有机污染物发生氧化反应时所需要的活化能，从而在较低的温度下进行无焰燃烧，将有机物转化为co2和h2o等无害物质的方法。与直接燃烧法相比，催化氧化法的起燃温度较低，通常为100-400℃，这有效地降低了尾气处理中的能耗。此外，催化氧化法的工艺流程简单，具有较强的适用性，能够适应各种场景下的co和vocs降解。因此，催化氧化法目前成为了工业中处理co和vocs废气的首选方案。

3、当前国内外催化燃烧所用的催化剂主要分为负载型贵金属催化剂和非贵金属氧化物型催化剂。负载型贵金属催化剂中以pt、pd、au等贵金属为活性组分，它们可以在较低温度下将vocs和co转化为co2和h2o，但由于贵金属成本较高、易烧结，在一定程度上限制了其使用。非贵金属氧化物型催化剂中以co、mn、ce等金属氧化物为活性组分，此类催化剂相对贵金属催化剂价格低廉，来源广泛，但也存在活性不理想、耐久性较差等缺点。除此之外，制备成整体式催化剂通常需要添加粘结剂来保证活性组分与载体的充分结合，且制备工艺复杂，周期较长，使用后也不可避免会出现脱落、龟裂等现象，从而导致催化剂的催化效果下降。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种用于co和vocs去除的整体式催化剂及其制备方法。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种用于co和vocs去除的整体式催化剂的制备方法，包括下述步骤：

4、1)将载体置于稀硝酸中浸泡后清洗干燥，对载体进行预处理；

5、2)将含有上载助剂涂层的化合物配置成浆液，预处理后的载体放入浆液浸渍完毕干燥后焙烧，从而得到含有助剂涂层的载体；

6、3)将步骤2)得到的含有助剂涂层的载体，浸渍于含有催化活性组分的化合物的溶液中，之后，对通过浸渍所得到的所述载体进行干燥后焙烧，从而得到含有催化剂成分负载载体。

7、优选的，干燥手段采用微波干燥；

8、含有上载助剂涂层的化合物为至少含有ti的化合物。

9、含有上载助剂涂层的化合物为ti、或者ti与ce、al中的一种或者两种混合。

10、含有上载助剂涂层的化合物为ti与ce的混合物，二者的摩尔比为1-5:1；优选为1:3；

11、或者含有上载助剂涂层的化合物为ti、ce、al的混合物；三者的摩尔比为3:0.2-0.8:0.2-0.8；优选为3：0.5：0.5。

12、所述的催化活性组分至少含有pt。

13、所述的催化活性组分为pt、或者pt、pd的组合物、或者pt、pd、mn组合物的一种。

14、所述的催化活性组分为pt、pd的组合物，二者的摩尔比为1：1。

15、所述的催化活性组分为pt、pd、mn的组合物，三者的摩尔比为1：1：1-5，优选为1：1：3。

16、所述的载体为堇青石。

17、本发明还包括一种所述的制备方法得到的用于co和vocs去除的整体式催化剂。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、(1)本发明所述整体式催化剂通过浸渍法上载助剂涂层和催化活性组分,可使催化活性组分充分暴露，且不需要额外添加粘结剂，同时结合微波快速干燥技术，使活性组分较为均匀地分散在表面，此方法简单易行且活性组分不易脱落。

20、(2)本发明所述整体式催化剂中助剂涂层能够将h2o解离为羟基物种参与反应，使催化剂在含水条件下也有较好的催化效果，同时可以调控载体的氧化还原性质及酸碱性，从而改善催化剂的吸附和金属载体相互作用。

21、(3)作为其中的优选形式，本发明所述整体式催化剂通过调控贵金属和非贵金属之间的配比，能最大化降低贵金属的用量，节约成本并达到最优的催化效果。另外贵金属和非贵金属之间较强的相互作用，增加了活性组分表面的分散度，抑制了催化剂表面so2的弱吸附，降低了强吸附so2的脱附温度和硫酸盐的分解温度，表现出良好的催化活性和耐硫性能。

22、(4)本发明所述整体式催化剂具有良好的co和vocs催化转化效率，具有良好的实际应用价值和前景。

技术特征：

1.一种用于co和vocs去除的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.根据权利要求1所述的用于co和vocs去除的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，含有上载助剂涂层的化合物为至少含有ti的化合物。

3.根据权利要求1所述的用于co和vocs去除的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，含有上载助剂涂层的化合物为ti、或者ti与ce、al中的一种或者两种混合。

4.根据权利要求1所述的用于co和vocs去除的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，含有上载助剂涂层的化合物为ti与ce的混合物，二者的摩尔比为1-5:1；优选为1:3；或者含有上载助剂涂层的化合物为ti、ce、al的混合物；三者的摩尔比为3:0.2-0.8:0.2-0.8；优选为3：0.5：0.5。

5.根据权利要求1所述的用于co和vocs去除的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述的催化活性组分至少含有pt。

6.根据权利要求1所述的用于co和vocs去除的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述的催化活性组分为pt、或者pt、pd的组合物、或者pt、pd、mn组合物的一种。

7.根据权利要求1所述的用于co和vocs去除的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述的催化活性组分为pt、pd的组合物，二者的摩尔比为1：1。

8.根据权利要求1所述的用于co和vocs去除的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述的催化活性组分为pt、pd、mn的组合物，三者的摩尔比为1：1：1-5，优选为1：1：3。

9.根据权利要求1所述的用于co和vocs去除的整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述的载体为堇青石。

10.一种权利要求1-9任一项所述的制备方法得到的用于co和vocs去除的整体式催化剂。

技术总结
本发明属于催化剂领域，具体涉及一种用于CO和VOCs去除的整体式催化剂及其制备方法。制备方法包括下述步骤：1)将载体置于稀硝酸中浸泡后清洗干燥，对载体进行预处理；2)将含有上载助剂涂层的化合物配置成浆液，预处理后的载体放入浆液浸渍完毕干燥后焙烧，从而得到含有助剂涂层的载体；3)将步骤2)得到的含有助剂涂层的载体，浸渍于含有催化活性组分的化合物的溶液中，之后，对通过浸渍所得到的所述载体进行干燥后焙烧，从而得到含有催化剂成分负载载体。本发明所述整体式催化剂具有良好的CO和VOCs催化转化效率，具有良好的实际应用价值和前景。

技术研发人员：刘庆岭,李鉴博,单苍鹏,王云翀,韩瑞
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15