[发明专利]具有蓄热功能的整体式催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种具有蓄热功能的整体式催化剂，其特征在于所述整体式催化剂是在蓄热层表面 负载有活性氧化铝和催化剂活性组分，为整体多孔形成的蜂窝状结构，该孔均匀分布，用 作气流通道；

所述蓄热层是由SiC和刚玉中的至少一种以及堇青石和莫来石组成，蓄热层的质量占 整个整体式催化剂质量的70-93％，以质量比计，堇青石∶莫来石∶SiC∶刚玉＝0.5-2.0∶0.7-3.0∶ 0-0.5∶0-0.6；

所述催化剂活性组分包括CuO、CoO、Ni₂O₃和MnO₂，催化活性组分占整个整体式催 化剂质量的5-10％，以摩尔比计，CuO∶CoO∶Ni₂O₃∶MnO₂＝2-4∶0.5-1.5∶1-3∶1-3；

所述活性氧化铝占整体式催化剂质量的2-20％。

2.根据权利要求1所述的具有蓄热功能的整体式催化剂，其特征在于：所述多孔形成 的蜂窝状结构的孔隙度为8-47孔/厘米²。

3.根据权利要求1所述的具有蓄热功能的整体式催化剂，其特征在于：所述在蓄热层 表面负载有活性氧化铝和催化剂活性组分是通过等量浸渍法将活性氧化铝和催化剂活性组 分附着在蓄热层上，经干燥焙烧后制成。

4.根据权利要求1所述的具有蓄热功能的整体式催化剂，其特征在于：所述催化剂活 性组分还包括Pt和/或Pd；以质量比计，CuO∶Pt∶Pd＝2-4∶0-0.08∶0-0.15。

5.权利要求4所述的具有蓄热功能的整体式催化剂的制备方法：其特征在于包括如下 步骤：

(1)用6-10倍质量的蒸馏水分散拟薄水铝石，磁力搅拌器搅拌2-4h；按照催化剂活 性组分CuO∶CoO∶Ni₂O₃∶MnO₂∶Pt∶Pd的摩尔比为2-4∶0.5-1.5∶1-3∶1-3∶0-0.08∶0-0.15， 配制各组分对应前驱体硝酸盐或氯化物的混合溶液；将两者混匀得到涂层浆液；

(2)分别称量蓄热层SiC和刚玉中的至少一种以及堇青石和莫来石，堇青石∶莫来石∶ SiC∶刚玉的质量比＝0.5-2.0∶0.7-3.0∶0-0.5∶0-0.6；高温焙烧后呈蜂窝状结构，然后将其 浸泡于步骤(1)所述涂层浆液中，放置0.5-1.5h后取出，用压缩空气吹掉孔内多余胶液， 于100-200℃下烘干1-3h，然后于400-500℃下焙烧3-5h，得到涂覆蜂窝状蓄热层；

(3)将涂覆蜂窝状蓄热层再浸泡于步骤(1)所述涂层浆液中，放置0.5-1.5h后取出， 用压缩空气吹掉孔内多余胶液，于100-200℃下烘干1-3h，然后于400-500℃下焙烧3-5h；

(4)重复步骤(3)直至涂层浆液被浸渍完全，制得具有蓄热功能的整体催化剂。

6.权利要求1所述的具有蓄热功能的整体式催化剂的应用，其特征在于整体式催化剂 应用于流向变换催化燃烧反应器，替代其中的贵金属催化剂和惰性材料，在空速为 5000-80000h^-1，操作温度150-850℃，混合气中挥发性有机污染物浓度50-10000ppm，气流 换向周期1-360min条件下净化工业有机废气。