[发明专利]用于净化工业有机废气的整体式Pd-Pt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的整体式Pd-Pt催化剂及其制备方法。

背景技术

涂料、金属制品涂装、印刷、制药、皮革、纺织印染、漆包线等行业的生产过程，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，给人民生活带来了严重的影响。

催化燃烧是净化挥发性有机废气最有效的方法之一，它是指有机废气在催化剂的作用下，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。

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CN200510060542.9公开了一种稀土复合多孔氧化铝负载Pd催化剂的制备方法。该发明以堇青石陶瓷蜂窝为载体，采用溶胶浸涂法涂覆水合氧化铝、热吸附法负载复合铈-锆氧化物和负载金属Pd活性组份的工艺制备了稀土复合多孔氧化铝负载Pd催化剂。负载铈-锆氧化物的过程是采用加热浸渍铈和锆的硝酸盐溶液，吸附的硝酸盐经过沉淀、洗涤，因而，导致铈-锆氧化物含量的不确定和产生含硝酸根的废水。

发明内容

本发明针对现有工业有机废气催化剂制备过程存在不足，以优化制备工艺、减少制备过程有害物质的产生、提高催化剂性能为目的。为此，本发明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-Pt催化剂及其制备方法，在助催化剂上选择含富铈混合稀土氧化物，以降低催化剂的成本。

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-Pt催化剂，它包含富铈混合稀土氧化物（其中含氧化铈：90wt%，氧化镧：6.5wt%，氧化镨+氧化钕：3.5wt%）、Al₂O₃、SiO₂、K、贵金属Pd、Pt和堇青石蜂窝陶瓷载体。将富铈混合稀土氧化物、拟薄水铝石粘合剂（Al₂O₃前驱物）、酸性硅溶胶（SiO₂前驱物）涂覆到堇青石蜂窝陶瓷载体表面；进一步负载KOH；最后通过浸渍H₂PdCl₄和H₂PtCl₆混合水溶液负载贵金属Pd和Pt制得催化剂。其中富铈混合稀土氧化物、拟薄水铝石粘合剂、酸性硅溶胶涂覆的总质量为每升催化剂涂覆35g；K负载量为每升催化剂0.1g；Pd和Pt总负载量为每升催化剂含Pd-Pt为0.3g，Pd和Pt的质量比为1:0.25～4。

该催化剂的制备方法为：该催化剂分三次涂覆（浸渍）制备：第一次涂覆浆料为富铈混合稀土氧化物、拟薄水铝石粘合剂（按氧化铝计算）、酸性硅溶胶（按二氧化硅计算）的质量比为15:75:10，均匀涂覆在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℃干燥，500℃焙烧；第二次浸渍物为KOH水溶液，经110℃干燥，400℃焙烧；第三次浸渍物为H₂PdCl₄和H₂PtCl₆水溶液，经110℃干燥，500℃焙烧，制得涂覆有Pd-Pt的催化剂。