[发明专利]一种微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂及其方法与应用

权利要求书

1.一种微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）微纤复合分子筛膜的预处理；

（2）将过渡金属前驱体在微纤复合分子筛膜表面进行气相沉积反应，得到沉积产物；所述过渡金属前驱体为过渡金属有机盐；

（3）将沉积产物进行焙烧，煅烧活化，得到微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂；步骤（2）中所述过渡金属前驱体为过渡金属有机盐，具体为乙酰丙酮铜、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮亚铁、乙酰丙酮钴（Ⅱ）、乙酰丙酮锰（Ⅱ）、乙酰丙酮铝、乙酰丙酮锌中一种以上；

步骤（2）中所述气相沉积反应是过渡金属前驱体与微纤复合分子筛膜在反应床层上混合均匀后在静止的保护气氛围下进行程序升温反应。

2.根据权利要求1所述微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂的制备方法，其特征在于：所述保护气为氮气、氦气或氩气；

所述程序升温反应为：先从室温以1~10℃/min的升温速率升至过渡金属前驱体能够气化或升华的温度，在该温度保持30~120min；再以1~3℃/min的升温速率升温至前驱体能够分解的温度，在该温度保持30~60min；最后维持高于能够分解的温度20~50℃的温度进行沉积，时间为120~600min。

3.根据权利要求1所述微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂的制备方法，其特征在于：所述微纤复合分子筛膜材料的制备方法，包括如下步骤：

（a）将胶粘剂和金属纤维按照重量比1~1：1~3加入水中混合均匀，得到混合物；将混合物在纤维标准解离器中高速搅拌形成均匀浆液；

（b）利用湿法造纸工艺将步骤（a）所得浆液制成纸张式烧结不锈钢微纤载体前驱体；

（c）将步骤（b）所得纸张式烧结不锈钢微纤载体前驱体在100~200℃下干燥；将烘干后的纸张式烧结不锈钢微纤载体前驱体在600~1400℃下并于N₂或H₂气氛中烧结10~120分钟，制得具有三维网状结构的纸状烧结不锈钢微纤载体；

（d）将步骤（c）所得的纸状烧结不锈钢微纤载体进行预处理，并通过二次生长法在预处理后的纸状烧结不锈钢微纤载体表面合成分子筛膜，得到微纤复合分子筛膜材料。

4.根据权利要求3所述微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（d）中通过二次生长法在预处理后的纸状烧结不锈钢微纤载体表面合成的分子筛膜为LTA型分子筛膜，MFI型分子筛膜，Beta型分子筛膜或NaX型分子筛膜；

步骤（d）中所述预处理为阳极氧化预处理；

步骤（a）中所述胶粘剂为纤维素、有机酸树脂或热固树脂；所述金属纤维为铜、镍、铑、钴、锌、银、钒、铁、不锈钢或镁中的任意一种或多种形成的合金纤维；步骤（a）中所述金属纤维的直径范围为 0.5~10μm。

5.根据权利要求1所述微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述焙烧是指气相沉积反应后，以一定的流速开始通入保护气体，在100~800℃下焙烧1~8h；所述煅烧活化是指在300~800℃下，煅烧4~8h；

步骤（1）中所述微纤复合分子筛膜的预处理为：在100~200℃下干燥1~10h；

步骤（2）中所述过渡金属前驱体与微纤复合分子筛膜的质量比为（0.01~5）：1。

6.一种由权利要求1~5任一项所述的制备方法得到的微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂。

7.根据权利要求6所述微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂的应用，其特征在于：所述微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂用于可挥发有机物的催化氧化处理。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述催化氧化处理的过程如下：浓度为500~3000ppm的VOCs气体，以5000~20000/h的空速通过装填有微纤复合分子筛膜负载过渡金属催化剂的床层，反应温度为150~350℃。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述VOCs气体包括异丙醇、甲苯、丙酮、乙酸乙酯中的一种或两种以上。