[发明专利]一种负载型催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及催化剂领域，公开了一种负载型催化剂及其制备方法和应用。该方法包括往载体上依次负载Al₂O₃、活性助剂和贵金属，贵金属为Pt、Pd、Rh、Ru、Au和Ag中的至少一种，负载贵金属的方式为将负载有Al₂O₃和活性助剂的载体在温度为室温至100℃的贵金属盐溶液中震荡浸渍0.5‑4h，干燥、焙烧；贵金属盐溶液为贵金属盐和双氧水的混合水溶液。本发明通过浸渍、煅烧原位负载氧化铝、活性助剂以及贵金属，增强氧化铝和活性助剂以及载体之间的相互作用，提高催化剂的机械强度，通过活性助剂和贵金属与双氧水之间的氧化还原反应促进贵金属均匀分散在载体上，提高贵金属分散性，增强贵金属与活性助剂之间的相互作用，所得催化剂具有良好的活性、热稳定性以及抗氯硫性能。

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种负载型催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)是一种重要的大气环境污染物质，可通过呼吸道、皮肤等进入 人体，导致各种急慢性健康问题，具有致癌、致畸、致突变的可能性。此外，VOCs具有 光化学活性，可产生臭氧污染，形成二次气凝胶，是形成大气复合污染物的重要前体物之 一。我国作为制造业大国，石油化工产品的生产和消耗逐年增长，对应VOCs的污染问题 也日益严峻。虽然近年来我国VOCs排放控制体系逐渐完善，但排放量仍呈增长趋势，对 大气环境的影响也日益突出。

国内外VOCs的控制技术主要有：吸收、吸附、冷凝、膜分离、高温焚烧、生物降解、等离子体、光催化和催化燃烧等方法，其中，催化燃烧法在催化剂的作用下可将VOCs低 温分解为CO₂和H₂O，具有起燃温度低、处理效率高、能耗少、无二次污染的优点，是净 化消除碳氢化合物的主流技术之一。催化燃烧技术的核心在于催化剂，贵金属催化剂能够 在较低的温度条件下催化降解VOCs，在市场上有广泛的应用。然而，虽然贵金属催化剂 在VOCs催化降解方面表现出了优异的性能，但是其热稳定性和抗氯硫性能不尽人意，仍 有待提升，此外由于贵金属负载量较大，材料成本较高也是限制催化燃烧技术推广的重要 因素之一。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的贵金属催化剂的热稳定性和抗氯硫性能较差且贵金属 负载量需要较大的缺陷，而提供一种能够提高催化剂的活性、热稳定性以及抗氯硫性能并 且能够提高贵金属利用率、降低成本的负载型催化剂及其制备方法和应用。

具体地，本发明提供了一种负载型催化剂的制备方法，其中，该方法包括以下步骤： 往堇青石蜂窝陶瓷载体上依次负载第一组分、第二组分和第三组分，所述第一组分为Al₂O₃， 所述第二组分为选自Co₃O₄、CeO₂、CuO、MnO₂、Fe₂O₃、Cr₂O₃、ZrO₂和NiO中的至少一 种活性助剂，所述第三组分为选自Pt、Pd、Rh、Ru、Au和Ag中的至少一种贵金属且贵金 属的负载量为0.1-1kg/m³，负载所述第三组分的方式为在震荡条件下将负载有第一组分和 第二组分的堇青石蜂窝陶瓷载体在温度为室温至100℃的贵金属盐溶液中浸渍0.5-4h，接着 依次进行干燥和焙烧；所述贵金属盐溶液为贵金属盐和双氧水的混合水溶液，且所述贵金 属盐中对应的贵金属选自Pt、Pd、Rh、Ru、Au和Ag中的至少一种，所述双氧水的浓度为 0.1-1wt％，所述双氧水不仅能够使得少部分活性助剂被还原，而且还能够消耗所述贵金属 盐溶液中的酸以促进贵金属在活性助剂表面沉积，沉积在所述堇青石蜂窝陶瓷载体上的贵金属会被双氧水进一步还原为高分散度的纳米颗粒。