[发明专利]氧化铝载Pd催化剂及其制备方法和在去除大气中异丙醇中的应用

说明书

本发明公开了一种氧化铝载Pd催化剂，催化剂载体为无定型具有有序介孔的大比表面积氧化铝，Pd的负载量可调。本发明还公开了该催化剂的制备方法，用蒸发诱导自组装法制备有序介孔氧化铝载体后，通过NaBH₄还原法负载Pd。本发明还公开了催化剂在去除大气中异丙醇中的应用，先用H₂进行还原处理，接着反应气体采用模拟空气O₂与N₂体积比3:7，总流量100ml/min，反应是在高空速60000ml/h下进行，反应的T₅₀是206℃，T₉₀是234℃，在240℃即可实现异丙醇的完全转化。本发明操作简单，效果明显，无二次污染，用于去除大气中异丙醇具有良好的经济和环境效益。

技术领域

本发明属于涉及大气中VOCs处理技术领域，尤其涉及一种氧化铝载Pd催化剂及其制备方法和在去除大气中异丙醇中的应用。

背景技术

异丙醇(又名2-丙醇)是一种无味透明液体，沸点是82.5℃，是一种挥发性有机化合物(VOC)，异丙醇作为典型的VOCs之一被广泛用作溶剂和清洗液，包括溶解亲脂性污染物和清洁电子设备，不仅可用作工业原料，还可用作脱水剂、防冻剂、防腐剂和干喷射装置上等。但是它对人体健康造成有害影响，例如引起人体上呼吸道轻度刺激，对眼睛、中枢神经系统等造成危害。

目前治理异丙醇污染长期采用燃烧技术，而燃烧分为直接燃烧和催化燃烧。直接燃烧尽管工艺简单，却需要800-900℃的高温，易形成有害的二次污染物如氮氧化物、二噁英等。催化燃烧可以显著降低燃烧温度，大概分布在100-500℃，它具高效、低能、环境友好等优势，因此在VOCs净化中作为主要技术。而催化燃烧的核心是催化剂，因此开发高性能的催化剂是催化燃烧的研究重点。

有序介孔氧化铝具有孔径均一可调、内表面易于修饰、比表面积大、水、热稳定性好，骨架结构稳定，易于掺杂其他组分的优点，目前由各方法制备的有序介孔氧化铝作为催化剂载体已广泛用于CH₄干蒸汽重整、丙烷脱氢、汽车尾气燃烧等方面，但目前将有序介孔氧化铝用于异丙醇的催化燃烧还鲜见报道。

发明内容

针对现有技术中存在的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种氧化铝载Pd催化剂和其制备方法。

本发明的目的还在于提供上述氧化铝载Pd催化剂在去除大气中异丙醇中的应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种氧化铝载Pd催化剂，所述催化剂中的氧化铝载体为无定型大比表面积有序介孔氧化铝，介孔氧化铝载体的比表面积为190-250m²/g，介孔氧化铝载体经过Co改性；所述催化剂为贵金属负载型催化剂，Pd通过NaBH₄还原负载在介孔氧化铝载体上，Pd占介孔氧化铝载体的0.5-1wt.％。

进一步地，所述介孔氧化铝载体的比表面积为214m²/g；Pd占介孔氧化铝载体的0.5wt.％，Co占介孔氧化铝载体的5wt.％。

一种氧化铝载Pd催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)一步法制备Co改性的介孔氧化铝载体：室温下，将聚(乙二醇)-block-聚(丙二醇)-block-聚，即P123，溶于无水乙醇中，再加入HNO₃、异丙醇铝和硝酸钴，将混合溶液搅拌5h，再在60℃下干燥48h，将最终凝胶以2℃/min加热至700℃焙烧4h，制得所述Co改性的介孔氧化铝载体；

(2)利用NaBH₄还原法在上述介孔氧化铝载体上负载Pd：将PVA与PdCl₂溶液冰浴下搅拌，再加入NaBH₄溶液和所述Co改性的介孔氧化铝载体搅拌2h，水洗过滤，最后经80℃、12h烘干，最终制得所述氧化铝载Pd催化剂。