[发明专利]用于净化工业有机废气的整体式Pd催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学催化剂，特别涉及一种用于净化工业有机废气催化净化的整体式Pd催化剂及其制备方法。

背景技术

石油化工、涂料、金属制品涂装、印刷、制药、皮革、纺织印染等行业的生产过程，都会释放出甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯、丙酮等挥发性有机化合物（简称VOCs）。挥发性有机物是造成大气污染的主要有害物之一，也是造成光化学污染，形成细颗粒物（PM2.5）的主要来源，能导致人类中枢神经系统、呼吸系统、免疫系统、生殖系统等的异常（J.J.Spivey, Ind. Eng. Chem Res 1987, 26:2165-2180），可造成急性和慢性中毒，致癌及基因突变等。

催化燃烧是净化挥发性有机废气最有效的方法之一，它利用有机废气催化剂的作用下，可在较低温度发生氧化反应，生成二氧化碳和水，同时放出热量。催化燃烧技术对挥发性有机物的应用范围广，几乎能处理所有的VOCs，且无二次污染。

目前，用于净化工业废气的催化剂，大多采用堇青石蜂窝陶瓷载体，在蜂窝陶瓷表面涂覆氧化铝、氧化铈、氧化锆等复合氧化物作为第二载体，再采用浸渍法负载贵金属Pd或Pt。

中国发明专利CN141510A公开了一种用于可燃性废气催化燃烧，或催化氧化的催化燃烧催化剂及其制备方法。该发明采用Al₂O₃、CeO₂、ZrO₂为涂层材料，再通过该浸渍法负载活性组分Pt。

采用浸渍或吸附法制备贵金属催化剂时，存在主要问题是活性组分贵金属Pd、Pt主要分布在催化剂外表面，使得催化剂表面活性组分容易流失和失活。为了克服这一问题，中国发明专利CN102580734A公开了一种用于高含水量丙烯酸废气净化的整体式催化剂及制备方法，采用一次真空涂覆法将稀土氧化物改性的活性氧化铝、氧化铈和微量贵金属钯，负载到堇青石蜂窝陶瓷载体表面，制备出一种整体式钯催化剂，催化剂具有制备过程简单，活性涂层的负载率高，与蜂窝载体结合力强等特点。然而活性涂层材料中含有2.0~8.0wt%的CeO₂是通过硝酸铈高温分解得到。因此，催化剂制备过程会产生大量NOx。中国发明专利CN102658136A公开了含贵金属的废气净化催化剂的制备方法。该催化剂制备方法是采用先制备涂层复合氧化物材料，再通过浸渍法制备复合氧化物负载贵金属催化剂，再通过湿磨制得浆液，涂覆到堇青石蜂窝陶瓷载体表面，然而，该催化剂的制备方法比较复杂。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有工业有机废气催化剂制备过程存在不足，提供一种抗燃烧能力和热稳定性较好的用于净化工业有机废气催化净化的整体式Pd催化剂及其制备方法。

为解决该技术问题，本发明采用的技术方案为：

用于净化工业有机废气催化净化的整体式Pd催化剂，它包含铈锆固溶体、La₂O₃、Nb₂O₅、Al₂O₃、贵金属Pd和堇青石蜂窝陶瓷载体。将铈锆固溶体、La₂O₃、Nb₂O₅、拟薄水铝石粘合剂、和贵金属Pd分两次涂覆到堇青石蜂窝陶瓷载体表面。其中铈锆固溶体、La₂O₃、Nb₂O₅、Al₂O₃的总质量为每升蜂窝载体催化剂涂覆40 g，Pd负载量为每升催化剂含Pd为 0.3 g。

该催化剂的制备方法为：化剂分两次涂覆制备：第一次涂覆浆料为铈锆固溶体、La₂O₃、Nb(OH)₅（按Nb₂O₅计算）、拟薄水铝石粘合剂（按氧化铝计算）的质量比为58%：2%：2%：38%。第二次涂覆浆料为铈锆固溶体、La₂O₃、拟薄水铝石粘合剂（按氧化铝计算）、无水乙醇和H₂PdCl₆（按Pd计算）的质量比40%：3%：52.5%：3%：1.5%，按照上述浆料的3%加入无水乙醇。将上述混合均匀的浆料依次均匀涂覆的堇青石蜂窝陶瓷载体上，并用高压气体吹出蜂窝陶瓷载体孔隙内多余的浆液。经110°C干燥，500°C焙烧，制得涂覆有Pd的催化剂。