[发明专利]一种耐硫型非贵金属催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐硫型非贵金属催化剂及其制备方法，将一定计量比的银源、锰源溶于二次水中，加入铈锆固溶体，采用沉淀‑沉积法制备得到具有VOC处理能力的初始催化剂A。然后将A浸渍少量镧盐、锶盐、钼盐、锰盐、钡盐、钙盐、铜盐、钴盐、铁盐中的一种或几种溶液中，于高温下焙烧得到耐硫型非贵金属催化剂。本发明方法简便，且不含贵金属元素，成本低廉；通过引入对硫具有良好耐受性的过渡金属盐，在催化剂表面形成竞争吸附位点，使活性催化剂表现出更好的耐硫特性。

技术领域

本发明涉及非贵金属催化剂制备技术领域，具体为一种耐硫型非贵金属催化剂及其制备方法。

背景技术

挥发性有机物VOCs对环境造成越来越严重的破坏，对人类健康带来愈发严重的损害。催化燃烧法能将VOCs在较低温度下进行无焰燃烧，并最终转化为CO2和H2O等无害物质，是目前较为安全、应用最广泛的VOCs净化技术。目前，VOCs处理用催化剂主要包含贵金属（Pd、Pt、Ru等）、过渡金属（Cu、Mn、Mo、Ni、Co、Fe、Cr等）和稀土金属（Ce、La等）及其他复合氧化物。贵金属催化剂由于价格昂贵等因素，制约其更广泛的应用，其他类型催化剂由于普遍存在抗中毒性差、耐高温能力弱的缺陷而未得到充分使用。其中，工业应用VOC催化剂一个重要条件是具有较好的抗硫中毒能力。

专利CN 200780017292通过在制备复合金属氧化物时引入具有更好硫抑制性能的诸如La、Sr、Ba、Mo、W等元素构成的钙钛矿氧化物，制备得到了一种包含钙钛矿成分的催化剂，表现出改进的耐硫抑制性，但该型催化剂还使用了Pd、Rh等贵金属元素。专利CN201710173819制备了一种耐氯耐硫中毒的核壳结构催化剂。具体为通过水热法首先合成了纳米四氧化三铁粒子，然后加入硅源、钛源的乙醇溶液，制备得到具有核壳结构的Fe2O3@m-SiTi耐硫催化剂。该方法制备过程中需要使用水热法，较难以在工业中规模化生产应用。

目前具有较好耐硫中毒和耐高温特性的催化剂多数以贵金属作为活性组分，以此为基础引入对硫具有更好吸附能力或能形成稳定硫酸盐的金属元素，如Mn、Mo等，而以非贵金属为主活性组分的催化剂研究较少。非贵金属因原料易得，价格低廉而有巨大的应用泛围，但由于熔点较低或易与硫结合而失活等容易使催化剂降低甚至丧失对有机废气的催化燃烧处理效果。因此，开发出具有抗硫和耐高温型的非贵金属催化剂具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐硫型非贵金属催化剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐硫型非贵金属催化剂，采用沉淀-沉积法在CeZr固溶体上原位制得均匀分布的以Ag为主活性组分，Mn、Fe、Cu为助剂的非贵金属催化剂，然后通过浸渍法在催化剂表面形成半包覆过渡金属盐，经过热处理后即得到具有抗硫中毒且对VOC具有良好催化效果的非贵金属催化剂。

优选的，其制备方法包括以下步骤：

A、称取一定量的Ce(NO3)3•6H2O及Zr(NO3)3•5H2O溶解于蒸馏水中，搅拌溶解0.5-3小时；随后加入配制好的NaOH-NH3•H2O沉淀剂，调节溶液pH=9-14；继续在搅拌条件下将溶液置于80-120℃陈化2-5小时，得混合液A；所述Ce/Zr摩尔比为：4/1-1/5；