[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

说明书

本发明属于精细化工的技术领域，公开了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。方法为：(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。本发明的方法能耗低，安全性高，活性成分分散均匀，所制备的催化剂催化效率高。本发明的催化剂用于催化氧化处理可挥发有机物。

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种通过化学气相沉积法制备的微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂及其方法与在催化氧化可挥发性有机化合物中的应用。

背景技术

可挥发性有机化合物(VOCs)是指挥发性的碳氢化合物及其衍生物，主要包括烃类、芳烃类、醇类、醛类、酮类、酯类、胺类、有机酸等。大多数VOCs有毒、有恶臭，会污染环境并使人患积累性呼吸道疾病，部分VOCs具有致癌性。此外，VOCs容易与大气中的氮氧化物生成光化学烟雾，危害人的身体健康。VOCs已成为世界性的公害，对VOCs的污染治理迫在眉睫。

VOCs的处理技术可以分为回收技术和分解技术。回收技术主要包括吸附、吸收、冷凝和膜分离等；分解技术主要包括蓄热燃烧、光催化、等离子体和催化氧化等。催化氧化法操作简便、能耗低、净化效率高、适用性强且环境友好，适合处理气量大、不具有回收价值或难回收的VOCs气体，受到人们的广泛关注。

在对VOCs的催化氧化处理中，催化剂是非常关键的因素。催化氧化VOCs的催化剂一般是由载体和活性成分制备而成。最常用的载体为金属氧化物和沸石分子筛等。但是金属氧化物由于比表面较小，且孔道结构不均一,严重影响了催化剂对VOCs的催化燃烧效率。尽管沸石分子筛材料具有均一的孔道结构以及相对较大的比表面积等优点，但是沸石分子筛作为载体的催化剂在催化反应中由于传质与传热性能差，严重影响了催化剂的催化效率。因此，具有良好传质传热性能的结构化催化剂成为今年来的研究热点。

在催化氧化VOCs的催化剂中活性成分必不可少。催化剂活性组分的传统负载方法主要有浸渍法、离子交换法等。这些方法存在这样或那样不足，如：通过浸渍法负载活性组分通常分散度不高，容易堵塞分子筛孔道的孔道；而离子交换法制备催化剂容易导致分子筛骨架坍塌，且负载量难以控制。如何制备出一种催化活性高、结构稳定、催化效率好的催化剂是人们亟需解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的催化剂活性组分负载不均匀、分散度差、催化效率低等不足，提供一种微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂的制备方法。本发明采用化学气相沉积法制备催化剂，在制备的过程中，金属活性组分在负载的同时并不改变载体基质的成分和性质，能够使制备的催化剂更加稳定，与载体紧密结合。并且所选用的有机金属盐能够使化学气相沉积过程在较低温度下进行，降低了能耗，增强了安全性。本发明采用化学气相沉积的方法，使得所制备的催化剂活性组分分散均匀、催化效率高、性质更稳定。

本发明的另一目的在于提供由上述制备方法得到的微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂。

本发明的再一目的在于提供上述微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂的应用。所述催化剂用于可挥发有机物的催化氧化处理。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种微纤复合分子筛膜负载活性成分催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)微纤复合分子筛膜的预处理；

(2)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(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。