[发明专利]一种催化燃烧催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂领域，涉及一种催化燃烧工艺所使用的催化剂的制备方法，尤其涉及一种催化燃烧挥发性有机化合物的贵金属催化剂的制备方法。

背景技术

挥发性有机化合物（VOCs）主要来源于石油化工行业和交通工具排放的废气，以及造纸、涂料、采矿、金属电镀等行业排出的有机溶剂。对生态环境和人类健康以及动植物的生长都造成了极大的危害。常用的处理VOCs的方法有吸附法、化学洗涤法、直接燃烧法和催化燃烧法。从经济的角度来看，催化燃烧由于其能耗低、燃烧充分、烟气污染小等特点受到更多的重视，而该技术关键是催化剂的选择和研制。近年来，贵金属催化剂以其起燃温度低、稳定性好、抑制有毒有害物质的形成等优异的催化性能受到了广泛关注，但是由于成本较高，阻碍了其广泛应用。因此，开发出一种贵金属用量低、利用率高、成本低的催化剂具有重大的应用前景。

CN102039198A公开了“球形Fe-MCM-48介孔材料的合成及其负载Ag催化燃烧催化剂的制备”，在该催化剂的作用下苯在270℃时能够完全燃烧，虽然该方法选择的贵金属银相对便宜，但是硝酸银的负载量高达10wt%，并没有达到降低成本的目的。CN102247867A公开了“一种有机废气中乙酸甲酯的催化氧化催化剂及其制备方法”，所述的催化剂为负载型贵金属合金催化剂，贵金属合金选自Pd、Pt、Rh、Au、Ag中两种或两种以上金属的任意组合，载体为活性氧化铝和/或二氧化钛，以及至少一种过渡金属氧化物，过渡金属氧化物包括锰、铈、镍、镧、铜、钒、钨、铁、钴或铬的金属氧化物，特点是催化氧化活性高，稳定性好，但是制备过程需要加入助剂，制备环节复杂。CN01133374.X公开了“一种催化燃烧催化剂及其制备方法”，采用贵金属活性组分Pt以浸渍法通过有机酸的竞争吸附分布于蜂窝陶瓷载体涂层外表面的方法，蜂窝陶瓷载体的涂层组成按重量百分比为：活性Al₂O₃20％～80％，TiO₂10％～40％，CeO₂5％～30％，ZrO₂5％～20％，贵金属担载量为每升催化剂含0.5～4.0gPt。但是，有机酸竞争吸附在实际操作过程中对酸的浓度要求十分严格，不容易控制。CN200710201368.4公开的“一种非均布燃烧催化剂及其制备方法”，采用沉淀法先将活性氧化铝置于碱性沉淀剂中进行预饱和处理，浸渍时间1～3h，然后在高温下短时间烘干，浸渍于含有金属离子的盐溶液中10～60min，经过干燥、焙烧得到催化剂产品。该法加入碱性溶液的目的是作为沉淀剂，浸渍用时相对较长；并且需要烘干两次，制备环节复杂，能耗相对较高。

基于以上分析，现有技术制备负载贵金属的催化剂或者存在负载量高、成本高，或者存在制备环节复杂、用时较长等不足。而贵金属催化剂的制备方法对催化剂的使用性能具有明显的影响，针对不同应用领域的贵金属催化剂，一般需要适宜的制备方法。

发明内容

本发明提供一种催化燃烧催化剂的制备方法。该方法制备的催化剂，具有较高的催化活性和稳定性，成本较低，生产工艺简单，而且不产生二次污染，适于在VOCs废气催化燃烧中的工业应用。

本发明催化燃烧催化剂的制备方法，包括如下内容：

以多孔惰性材料为载体，配制含贵金属活性元素水溶性化合物的溶液，并在该溶液中添加碱性溶质制得浸渍溶液，用该浸渍溶液浸渍载体，经过阴干、干燥和焙烧得到最终催化剂。

本发明催化剂制备方法中，多孔惰性材料载体一般为γ-Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、沸石分子筛、TiO₂或活性炭等，催化剂载体可以根据需要制备成适宜的形状。对于在市场购买的载体或储存时间较长的载体，以使用前可以在80～120℃烘干2～12小时做去湿处理。

本发明催化剂制备方法中，贵金属活性元素组分为Pt、Pd、Ru和Rh中的一种或几种。贵金属活性元素的用量按最终催化剂中以元素质量计的含量为0.05%～0.5%确定，优选按0.1%～0.3%确定。

本发明催化剂制备方法中，碱性溶质为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾中的一种或几种，添加后使浸渍溶液的pH值为8.0～12.5。 

本发明催化剂制备方法中，浸渍时间为3～10min。