CN101108345B - 一种铈基复合氧化物掺杂贵金属整体催化剂及其制备方法 - Google Patents
一种铈基复合氧化物掺杂贵金属整体催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101108345B CN101108345B CN200710069527XA CN200710069527A CN101108345B CN 101108345 B CN101108345 B CN 101108345B CN 200710069527X A CN200710069527X A CN 200710069527XA CN 200710069527 A CN200710069527 A CN 200710069527A CN 101108345 B CN101108345 B CN 101108345B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solution
- ceramic carrier
- honeycomb ceramic
- preparation
- mentioned
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 19
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 title claims description 18
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 100
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 93
- 241000264877 Hippospongia communis Species 0.000 claims description 85
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 45
- 238000002803 maceration Methods 0.000 claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 16
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 11
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims description 10
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 9
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 9
- 150000000703 Cerium Chemical class 0.000 claims description 7
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 claims description 5
- 206010013786 Dry skin Diseases 0.000 claims description 4
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 9
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical group [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 150000001785 cerium compounds Chemical class 0.000 abstract 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 18
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 14
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 7
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 5
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- -1 oxygen hydro carbons Chemical class 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical group 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 101150003085 Pdcl gene Proteins 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910015999 BaAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012824 chemical production Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000004434 industrial solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 1
- 230000002468 redox effect Effects 0.000 description 1
- 238000010092 rubber production Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003746 yttrium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
本发明是一种用于有机废气催化燃烧净化处理的铈基复合氧化物掺杂贵金属整体催化剂及其制备方法。本发明针对现有的Pt/Ce0.68Zr0.32O2整体催化剂制备方法所存在的制备工艺复杂，在高温下涂层有龟裂现象的缺陷，提供一种高催化活性、高热稳定性、高结合强度的铈基复合氧化物掺杂贵金属整体催化剂及其制备方法。该催化剂包括蜂窝状陶瓷载体、助剂和活性组分，其中蜂窝状陶瓷载体是堇青石质蜂窝陶瓷，助剂为铈基复合氧化物，铈基复合氧物化学式为CexM1-xOδ，活性组分为贵金属Pd、Pt中的一种或两种。本发明的铈基复合氧化物掺杂贵金属整体催化剂的制备方法，包括浸渍溶液的制备和蜂窝陶瓷载体上浸渍液的涂覆两个步骤。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，特别是一种用于有机废气催化燃烧净化处理的铈基复合氧化物掺杂贵金属整体催化剂及其制备方法。
背景技术
石油炼制，石油化工，工业溶剂生产，特殊化学品生产，油漆和涂料生产，橡胶生产，金属漆包线生产等过程中排放的有机废气是大气的主要污染源之一。有机废气主要包括烃类、氧烃类、卤代烃类、氮烃及硫烃类化合物。它们如果不经处理直接排入大气会造成严重的环境污染。催化燃烧法是消除有机废气污染最有效方法之一，它是在催化剂的作用下，将废气中的有机物低温氧化分解成CO2和H2O，其技术核心是催化剂。
目前，现有的催化燃烧整体催化剂大多采用堇青石蜂窝陶瓷作为载体，在其上涂覆γ-Al2O3涂层作为第二载体，将各种稳定γ-Al2O3涂层的助剂组分进行多次浸渍(添加的助剂有CeO2，ZrO2，La2O3，BaO等)，最后，再负载活性组分(活性组分为稀土和过渡金属复合氧化物或贵金属)。这种方法，制备工艺过程复杂，周期过长。并且助剂粉末、γ-Al2O3涂层、载体三者之间的结合强度低，容易龟裂、脱落，直接影响催化活性。另外，在高温下，添加的氧化物助剂粉末容易与Al2O3涂层发生固相反应，生成尖晶石类化合物。如CeO2在高温下与Al2O3反应生成CeAlO3，La2O3在高温下与Al2O3反应生成LaAlO3，BaO在高温下与Al2O3反应生成BaAl2O4，大大降低了催化活性。
鉴于γ-Al2O3涂层的缺点，人们有必要寻找一种新的复合氧化物来代替γ-Al2O3涂层。众所周知，相对二氧化铈而言，铈基复合氧化物表现出更好的氧化还原性能、储氧性能、更高的热稳定性以及优异的低温催化性能。因此被广泛用于催化剂、陶瓷材料、固体电解质材料、气体传感器等。J.R.Gonzalez-Velasco等在Ind.Eng.Chem.Res.42(2003)311-317中报道了将Pt/Ce0.68Zr0.32O2催化剂作为涂层直接涂覆在蜂窝陶瓷载体表面，应用于汽车尾气控制。其制备步骤：先将高比表面积的Ce0.68Zr0.32O2颗粒浸渍活性组分Pt，然后将Ce0.68Zr0.32O2颗粒研磨，制成泥浆。最后在蜂窝陶瓷载体上反复涂覆，达到一定的负载量，即制得Pt/Ce0.68Zr0.32O2整体催化剂。主要缺点是制备工艺过程复杂，并且高温下涂层有龟裂现象。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的催化燃烧整体催化剂的Al2O3涂层的制备工艺所存在的过程复杂、周期长；助剂粉末、γ-Al2O3涂层、载体三者之间的结合强度低，容易龟裂、脱落，直接影响催化活性，在高温下，添加的氧化物助剂粉末容易与Al2O3涂层发生固相反应，生成尖晶石类化合物，大大降低了催化活性的不足之处；并针对J.R.Gonzalez-Velasco制得Pt/Ce0.68Zr0.32O2整体催化剂的方法所存在的制备工艺过程复杂，并且高温下涂层有龟裂现象的不足之处，提供一种高催化活性、高热稳定性、高结合强度的铈基复合氧化物掺杂贵金属整体催化剂及其制备方法。
本发明的铈基复合氧化物掺杂贵金属整体催化剂，它包括蜂窝状陶瓷载体、助剂和活性组分，其中蜂窝状陶瓷载体是堇青石质蜂窝陶瓷，助剂为铈基复合氧化物，其质量百分数为陶瓷载体重量的4％～10％；铈基复合氧物化学式为CexM1-xOδ，金属M为以下所述金属中的任意一种：
稀土金属：Y，La，Pr，Nd，Sm，Gd，Er，Th
过渡金属：Ti，Zr，Cr，Mn，Co，Ni，Cu
活性组分为贵金属Pd、Pt中的一种或两种，其质量百分数为陶瓷载体重量的0.05％～0.3％。
本发明的铈基复合氧化物掺杂贵金属整体催化剂的制备方法，包括以下的步骤：
(1)浸渍溶液的制备
a、配制浓度为3g/L～8g/L的贵金属活性组分前驱体溶液；
b、配制可溶性铈盐和可溶性金属M盐的混合溶液，混合溶液的体积为蜂窝陶瓷载体体积的20～50％，其中，金属M为稀土金属或过渡金属中的任意一种；
c、在上述溶液中加入适量的有机酸络合剂，用量为铈基复合氧化物中金属离子总物质的量的0.5～3倍，搅拌均匀；
d、将上述溶液置于60～100℃温度中，加入适量醇类分散剂，醇类分散剂用量为蜂窝陶瓷载体体积的1～10％；溶解完毕后，加入适量的非离子型表面活性剂，非离子型表面活性剂用量为蜂窝陶瓷载体质量的1～8％；待表面活性剂完全溶解之后，取一定量的贵金属活性组分前驱体溶液加入该溶液中，贵金属活性组分前驱体溶液的用量为该溶液体积的10～50％；整个步骤都是在不断搅拌下进行的；
e、将上述溶液置于60～100℃温度中，搅拌1～20分钟，即制得浸渍溶液。
(2)蜂窝陶瓷载体上浸渍液的涂覆
a、将蜂窝陶瓷载体浸入浸渍溶液后取出，除去残留于蜂窝陶瓷载体孔道中的浸渍液，剩下的浸渍液为残留浸渍溶液；
b、将上述蜂窝陶瓷静置8～24小时；然后于80～140℃干燥1～6小时；
c、将上述蜂窝陶瓷在300～600℃焙烧1～4小时；
d、残留浸渍溶液在60～100℃温度中置3～10分钟，该残留浸渍溶液加热完毕后，将上述蜂窝陶瓷浸入该残留浸渍溶液后取出，除去残留于蜂窝陶瓷载体孔道中的浸渍液；
e、将上述蜂窝陶瓷静置8～24小时；然后80～140℃干燥1～6小时；
f、将上述蜂窝陶瓷在400～1000℃焙烧1～6小时；即制得本发明的整体催化剂。
本发明与现有的技术相比具有如下的特点：
1、在催化剂制备方法上，将铈基复合氧化物助剂和贵金属活性组分一次性涂覆在蜂窝陶瓷载体上，为该类整体催化剂的制备提供了一种新方法。
2、在结构组成上，利用铈基复合氧化物代替传统的Al2O3涂层，克服了Al2O3涂层易脱落、热稳定性差、并且高温下易与载体或助剂反应生成尖晶石类化合物的缺陷。
3、在催化剂制备工艺上，蜂窝陶瓷载体经过两次浸渍即可制得所需的整体催化剂，制备工艺非常简单。
4、从制备的催化剂来看，贵金属活性组分有效利用率高、催化性能良好、热稳定性高、涂层与蜂窝陶瓷载体结合牢固。
5、从制备的催化剂价格来看，铈基复合氧化物助剂和贵金属活性组分含量较低，大大降低了成本。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步具体说明该类催化剂的制备方法，同时具体描述该类催化剂的催化性能测试结果，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
(1)浸渍溶液的制备：
a、配制贵金属活性组分前驱体溶液，称取1.159g PdCl2，加入5.0mL的1.0mol·L-1稀盐酸溶解，配成浓度6.954g/L的H2PdCl4溶液；
b、称取3.729g Ce(NO3)3·6H2O(AR)，0.922g Zr(NO3)4·5H2O(AR)，加入11.0mL的去离子水溶解，配成可溶性铈盐和可溶性金属锆盐的混合溶液；
c、在上述溶液中加入3.383g的柠檬酸(AR)，搅拌均匀；
d、将上述溶液放在80℃水浴中加热，加入1.8mL 95％的乙醇分散剂；分散完毕后，加入0.96g聚乙二醇(分子量M＝10000)非离子型表面活性剂；待表面活性剂完全溶解之后，取6.954g/L的H2PdCl4溶液4.2mL加入该溶液中；整个步骤都是在不断搅拌下进行的；
e、将上述溶液在80℃的水浴中加热，搅拌5分钟，即制得浸渍溶液。
(2)蜂窝陶瓷载体上浸渍液的涂覆：
a、将质量为29.04g，尺寸为48mm×24mm×40mm，开孔率为31孔/平方厘米的堇青石蜂窝陶瓷浸入浸渍液后取出，除去残留于蜂窝陶瓷载体孔道中的浸渍液，剩下的浸渍液为残留浸渍溶液；
b、将上述蜂窝陶瓷静置16小时，然后放入130℃的烘箱内，干燥4小时；
c、将上述蜂窝陶瓷转入马弗炉中，400℃焙烧1小时；
d、在80℃的水浴中加热残留浸渍溶液5分钟，该残留浸渍溶液加热完毕后，将上述蜂窝陶瓷浸入该残留浸渍溶液后取出，除去残留于蜂窝陶瓷载体孔道中的浸渍液；
e、将上述蜂窝陶瓷静置16小时，然后放入130℃的烘箱内，干燥4小时；
f、将上述蜂窝陶瓷转入马弗炉中，400℃焙烧2小时；即制得Pd-Ce0.8Zr0.2O2整体催化剂，其中Pd的含量为蜂窝陶瓷载体的0.1％，Ce0.8Zr0.2O2的含量为蜂窝陶瓷载体的6％。
(3)催化剂的催化性能评价：
将尺寸为48mm×24mm×40mm的Pd-Ce0.8Zr0.2O2整体催化剂切割成两个规格均为直径21mm×长40mm圆柱体，然后将这两个圆柱体的催化剂都装入催化反应器中。
评价反应是在传统的固定床流动反应装置中进行的，以甲苯的完全氧化作为探针反应。甲苯由空气带入固定床催化反应器中，它在空气中的含量为3.33±0.67g·m-3，反应的空速为10800h-1。甲苯在反应物和产物中的浓度利用GC-14C(Shimadzu)型气相色谱分析仪的FID检测器进行分析。甲苯的转化率利用下面的计算公式：
甲苯的转化率(％)＝[(反应物中甲苯的浓度-产物中甲苯的浓度)/反应物中甲苯的浓度]×100
每个温度下，当反应达到稳定的状态后，进行成分的分析。该Pd-Ce0.8Zr0.2O2整体催化剂在210℃下，甲苯的转化率为97.4％。
实施例2
(1)浸渍溶液的制备：
a、配制贵金属活性组分前驱体溶液，H2PdCl4溶液按实施例1中的方法配制，浓度为6.954g/L；
b、称取2.068g Ce(NO3)3·6H2O(AR)，3.067g Zr(NO3)4·5H2O(AR)，加入11.0mL的去离子水溶解，配成可溶性铈盐和可溶性金属锆盐的混合溶液；
c、在上述溶液中加入3.752g的柠檬酸(AR)，搅拌均匀；
d、将上述溶液放在80℃水浴中加热，加入1.8mL 95％的乙醇分散剂；分散完毕后，加入0.96g聚乙二醇(分子量M＝10000)非离子型表面活性剂；待表面活性剂完全溶解之后，取6.954g/L的H2PdCl4溶液4.1mL加入该溶液中；整个步骤都是在不断搅拌下进行的；
e、将上述溶液在80℃的水浴中加热，搅拌5分钟，即制得浸渍溶液。
(2)蜂窝陶瓷载体上浸渍液的涂覆：
a、将质量为28.33g，尺寸为48mm×24mm×40mm，开孔率为31孔/平方厘米的堇青石蜂窝陶瓷浸入浸渍液后取出，除去残留于蜂窝陶瓷载体孔道中的浸渍液，剩下的浸渍液为残留浸渍溶液；
b、将上述蜂窝陶瓷静置16小时，然后放入130℃的烘箱内，干燥4小时；
c、将上述蜂窝陶瓷转入马弗炉中，400℃焙烧1小时；
d、在80℃的水浴中加热残留浸渍溶液5分钟，该残留浸渍溶液加热完毕后，将上述蜂窝陶瓷浸入该残留浸渍溶液后取出，除去残留于蜂窝陶瓷载体孔道中的浸渍液；
e、将上述蜂窝陶瓷静置16小时，然后放入130℃的烘箱内，干燥4小时；
f、将上述蜂窝陶瓷转入马弗炉中，400℃焙烧2小时；即制得Pd-Ce0.8Zr0.2O2整体催化剂，其中Pd的含量为蜂窝陶瓷载体的0.1％，Ce0.8Zr0.2O2的含量为蜂窝陶瓷载体的6％。
(3)催化剂的催化性能评价：
按实施例1的方法，该Pd-Ce0.4Zr0.6O2整体催化剂在210℃下，甲苯的转化率为96.9％。
实施例3
(1)浸渍溶液的制备：
a、配制贵金属活性组分前驱体溶液，H2PdCl4溶液按实施例1中的方法配制，浓度为6.954g/L；
b、称取3.557g Ce(NO3)3·6H2O(AR)，0.879g Zr(NO3)4·5H2O(AR)，加入11.0mL的去离子水溶解，配成可溶性铈盐和可溶性金属锆盐的混合溶液；
c、在上述溶液中加入3.228g的柠檬酸(AR)，搅拌均匀；
d、将上述溶液放在80℃水浴中加热，加入1.8mL 95％的乙醇分散剂。分散完毕后，加入0.96g聚乙二醇(分子量M＝10000)非离子型表面活性剂；待表面活性剂完全溶解之后，取6.954g/L的H2PdCl4溶液4.0mL加入该溶液中；整个步骤都是在不断搅拌下进行的；
e、将上述溶液在80℃的水浴中加热，搅拌5分钟，即制得浸渍溶液。
(2)蜂窝陶瓷载体上浸渍液的涂覆：
a、将质量为27.70g，尺寸为48mm×24mm×40mm，开孔率为31孔/平方厘米的堇青石蜂窝陶瓷浸入浸渍液后取出，除去残留于蜂窝陶瓷载体孔道中的浸渍液，剩下的浸渍液为残留浸渍溶液。
b、将上述蜂窝陶瓷静置16小时，然后放入130℃的烘箱内，干燥4小时；
c、将上述蜂窝陶瓷转入马弗炉中，400℃焙烧1小时；
d、在80℃的水浴中加热残留浸渍溶液5分钟，该残留浸渍溶液加热完毕后，将上述蜂窝陶瓷浸入该残留浸渍溶液后取出，除去残留于蜂窝陶瓷载体孔道中的浸渍液；
e、将上述蜂窝陶瓷静置16小时，然后放入130℃的烘箱内，干燥4小时；
f、将上述蜂窝陶瓷转入马弗炉中，1000℃焙烧2小时；即制得1000℃焙烧的Pd-Ce0.8Zr0.2O2整体催化剂，其中Pd的含量为蜂窝陶瓷载体的0.1％，Ce0.8Zr0.2O2的含量为蜂窝陶瓷载体的6％。
(3)催化剂的催化性能评价：
按实施例1的方法，该1000℃焙烧的Pd-Ce0.8Zr0.2O2整体催化剂在240℃下，甲苯的转化率为93.6％。
实施例4
(1)浸渍溶液的制备：
a、配制贵金属活性组分前驱体溶液，H2PdCl4溶液按实施例1中的方法配制，浓度为6.954g/L；
b、称取2.081g Ce(NO3)3·6H2O(AR)，3.085g Zr(NO3)4·5H2O(AR)，加入11.0mL的去离子水溶解，配成可溶性铈盐和可溶性金属锆盐的混合溶液；
c、在上述溶液中加入3.776g的柠檬酸(AR)，搅拌均匀；
d、将上述溶液放在80℃水浴中加热，加入1.8mL 95％的乙醇分散剂；分散完毕后，加入0.96g聚乙二醇(分子量M＝10000)非离子型表面活性剂；待表面活性剂完全溶解之后，取6.954g/L的H2PdCl4溶液4.1mL加入该溶液中；整个步骤都是在不断搅拌下进行的；
e、将上述溶液在80℃的水浴中加热，搅拌5分钟，即制得浸渍溶液。
(2)蜂窝陶瓷载体上浸渍液的涂覆：
a、将质量为28.50g，尺寸为48mm×24mm×40mm，开孔率为31孔/平方厘米的堇青石蜂窝陶瓷浸入浸渍液后取出，除去残留于蜂窝陶瓷载体孔道中的浸渍液，剩下的浸渍液为残留浸渍溶液；
b、将上述蜂窝陶瓷静置16小时，然后放入130℃的烘箱内，干燥4小时；
c、将上述蜂窝陶瓷转入马弗炉中，400℃焙烧1小时；
d、在80℃的水浴中加热残留浸渍溶液5分钟，该残留浸渍溶液加热完毕后，将上述蜂窝陶瓷浸入该残留浸渍溶液后取出，除去残留于蜂窝陶瓷载体孔道中的浸渍液；
e、将上述蜂窝陶瓷静置16小时，然后放入130℃的烘箱内，干燥4小时；
f、将上述蜂窝陶瓷转入马弗炉中，1000℃焙烧2小时；即制得1000℃焙烧的Pd-Ce0.4Zr0.6O2整体催化剂，其中Pd的含量为蜂窝陶瓷载体的0.1％，Ce0.4Zr0.6O2的含量为蜂窝陶瓷载体的6％。
(3)催化剂的催化性能评价：
按实施例1的方法，该1000℃焙烧的Pd-Ce0.4Zr0.6O2整体催化剂在240℃下，甲苯的转化率为97.3％。
实施例5
(1)浸渍溶液的制备：
a、配制贵金属活性组分前驱体溶液，称取1.159g PdCl2，加入5.0mL的1.0mol·L-1稀盐酸溶解，配制浓度6.954g/L的H2PdCl4溶液；
b、称取4.007g Ce(NO3)3·6H2O(AR)，0.394g Y(NO3)3·5H2O(AR)，加入11.0mL的去离子水溶解，配成可溶性铈盐和可溶性金属钇盐的混合溶液；
c、在上述溶液中加入3.232g的柠檬酸(AR)，搅拌均匀；
d、将上述溶液放在80℃水浴中加热，加入1.8mL 95％的乙醇分散剂；分散完毕后，加入0.96g聚乙二醇(分子量M＝10000)非离子型表面活性剂；待表面活性剂完全溶解之后，取6.954g/L的H2PdCl4溶液4.1mL加入该溶液中；整个步骤都是在不断搅拌下进行的；
e、将上述溶液在80℃的水浴中加热，搅拌5分钟，即制得浸渍溶液。
(2)蜂窝陶瓷载体上浸渍液的涂覆：
a、将质量为28.40g，尺寸为48mm×24mm×40mm，开孔率为31孔/平方厘米的堇青石蜂窝陶瓷浸入浸渍液后取出，除去残留于蜂窝陶瓷载体孔道中的浸渍液，剩下的浸渍液为残留浸渍溶液；
b、将上述蜂窝陶瓷静置16小时，然后放入130℃的烘箱内，干燥4小时；
c、将上述蜂窝陶瓷转入马弗炉中，400℃焙烧1小时；
d、在80℃的水浴中加热残留浸渍溶液5分钟，该残留浸渍溶液加热完毕后，将上述蜂窝陶瓷浸入该残留浸渍溶液后取出，除去残留于蜂窝陶瓷载体孔道中的浸渍液；
e、将上述蜂窝陶瓷静置16小时，然后放入130℃的烘箱内，干燥4小时；
f、将上述蜂窝陶瓷转入马弗炉中，400℃焙烧2小时；即制得Pd-Ce0.8Zr0.2O2整体催化剂，其中Pd的含量为蜂窝陶瓷载体的0.1％，Ce0.8Zr0.2O2的含量为蜂窝陶瓷载体的6％。
(3)催化剂的催化性能评价：
按实施例1的方法，该Pd-Ce0.9Y0.1O1.95整体催化剂在210℃下，甲苯的转化率为98.7％。
从上述的实施例中可以看出，本发明的整体催化剂用于有机废气催化燃烧净化处理时，在较低的温度下，具有良好的催化活性。同时，本发明的整体催化剂制备工艺简单，贵金属的有效利用率高，涂层与蜂窝状陶瓷载体间结合牢固，热稳定性高，生产成本低，易于推广，具有广阔的应用前景。本发明中的整体催化剂也可作为汽车尾气净化三效催化剂，控制汽车尾气排放。
Claims (2)
1.一种铈基复合氧化物掺杂贵金属整体催化剂，它包括蜂窝状陶瓷载体、助剂和活性组分，其特征在于：蜂窝状陶瓷载体是堇青石质蜂窝陶瓷，助剂为铈基复合氧化物，其质量百分数为陶瓷载体重量的4％～10％，铈基复合氧物采用Ce0.8Zr0.2O2和Ce0.4Zr0.6O2中的一种，活性组分为贵金属Pd、Pt中的一种或两种，其质量百分数为陶瓷载体重量的0.05％～0.3％。
2.根据权利要求1所述的一种铈基复合氧化物掺杂贵金属整体催化剂的制备方法，其特征在于该催化剂制备方法包括以下步骤：
(1)浸渍溶液的制备
a、配制浓度为3g/L～8g/L的贵金属活性组分前驱体溶液；
b、配制可溶性铈盐和可溶性金属Zr盐的混合溶液，混合溶液的体积为蜂窝陶瓷载体体积的20～50％；
c、在上述溶液中加入适量的有机酸络合剂，用量为铈基复合氧化物中金属离子总物质的量的0.5～3倍，搅拌均匀；
d、将上述溶液置于60～100℃温度中，加入适量醇类分散剂，醇类分散剂用量为蜂窝陶瓷载体体积的1～10％；溶解完毕后，加入适量的非离子型表面活性剂，非离子型表面活性剂用量为蜂窝陶瓷载体质量的1～8％；待表面活性剂完全溶解之后，取一定量的贵金属活性组分前驱体溶液加入该溶液中，贵金属活性组分前驱体溶液的用量为该溶液体积的10～50％；整个步骤都是在不断搅拌下进行的；
e、将上述溶液置于60～100℃温度中，搅拌1～20分钟，即制得浸渍溶液；
(2)蜂窝陶瓷载体上浸渍液的涂覆
a、将蜂窝陶瓷载体浸入浸渍溶液后取出，除去残留于蜂窝陶瓷载体孔道中的浸渍液，剩下的浸渍液为残留浸渍溶液；
b、将上述蜂窝陶瓷静置8～24小时；然后于80～140℃干燥1～6小时；
c、将上述蜂窝陶瓷在300～600℃焙烧1～4小时；
d、残留浸渍溶液在60～100℃温度中置3～10分钟，该残留浸渍溶液加热完毕后，将上述蜂窝陶瓷浸入该残留浸渍溶液后取出，除去残留于蜂窝陶瓷载体孔道中的浸渍液；
e、将上述蜂窝陶瓷静置8～24小时；然后80～140℃干燥1～6小时；
f、将上述蜂窝陶瓷在400～1000℃焙烧1～6小时，即制得该催化剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200710069527XA CN101108345B (zh) | 2007-07-09 | 2007-07-09 | 一种铈基复合氧化物掺杂贵金属整体催化剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200710069527XA CN101108345B (zh) | 2007-07-09 | 2007-07-09 | 一种铈基复合氧化物掺杂贵金属整体催化剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101108345A CN101108345A (zh) | 2008-01-23 |
| CN101108345B true CN101108345B (zh) | 2012-11-21 |
Family
ID=39040721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200710069527XA Expired - Fee Related CN101108345B (zh) | 2007-07-09 | 2007-07-09 | 一种铈基复合氧化物掺杂贵金属整体催化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101108345B (zh) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101244387B (zh) * | 2008-03-21 | 2010-06-09 | 无锡威孚环保催化剂有限公司 | 漆包机废气净化蜂窝状催化剂及其制备方法 |
| CN102470363B (zh) * | 2009-07-24 | 2015-01-28 | 株式会社科特拉 | 废气净化用催化剂 |
| CN101857458B (zh) * | 2010-05-11 | 2013-04-10 | 昆明理工大学 | 铈铁锆复合金属氧化物蜂窝陶瓷型整体式氧载体的制备方法 |
| CN101961653B (zh) * | 2010-09-30 | 2012-06-27 | 浙江工业大学 | 一种复合氧化物催化燃烧催化剂及其制备方法和应用 |
| US8506912B1 (en) * | 2012-02-07 | 2013-08-13 | Ford Global Technologies, Llc | Exhaust treatment system including a nickel-based catalyst |
| CN102626640B (zh) * | 2012-03-23 | 2013-11-27 | 清华大学 | 一种用于甲烷低温氧化反应的整体式催化剂及其制备 |
| CN103785487B (zh) * | 2012-11-02 | 2016-01-27 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种贵金属整体式催化剂及其制备方法 |
| CN103897757B (zh) * | 2013-09-29 | 2015-09-16 | 华南理工大学 | 一种甲烷催化燃烧的铈基氧化物催化剂及其制备方法 |
| JP6439873B2 (ja) | 2015-07-22 | 2018-12-19 | 株式会社Ihi | オイルシール構造、および、過給機 |
| CN107029716A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-08-11 | 华东理工大学 | Ag/Ce基氧化物/硅藻土复合碳烟燃烧催化剂及其制备方法 |
| CN106946282B (zh) * | 2017-02-27 | 2018-12-28 | 广东省稀有金属研究所 | 一种多孔铈基复合氧化物的制备方法 |
| CN107442117B (zh) * | 2017-06-16 | 2019-07-09 | 福州大学 | 一种尾气净化用催化剂 |
| CN107754866A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-03-06 | 宇星科技发展(深圳)有限公司 | 催化燃烧的催化剂及其制备方法和应用 |
| CN108855230A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-23 | 杭州同久净颢科技有限责任公司 | 一种涂覆型脱硝催化剂及其制备方法 |
| CN109289901A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-01 | 张浩然 | 一种室温氧化消除甲醛的Y型分子筛负载贵金属Pt催化剂 |
| CN111375402A (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-07 | 华中师范大学 | 负载大孔铈锆基复合金属氧化物的蜂窝陶瓷催化剂及其应用 |
| CN115400764B (zh) * | 2022-07-20 | 2024-01-30 | 国网浙江省电力有限公司丽水供电公司 | 一种具有良好高温活性的二氧化碳甲烷化催化剂及其制备方法 |
| CN115518636A (zh) * | 2022-09-22 | 2022-12-27 | 安徽纳蓝环保科技有限公司 | 一种汽油发动机尾气净化催化剂的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1830529A (zh) * | 2005-03-10 | 2006-09-13 | 浙江师范大学 | 有机废气催化燃烧催化剂及其制造方法 |
-
2007
- 2007-07-09 CN CN200710069527XA patent/CN101108345B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1830529A (zh) * | 2005-03-10 | 2006-09-13 | 浙江师范大学 | 有机废气催化燃烧催化剂及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101108345A (zh) | 2008-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101108345B (zh) | 一种铈基复合氧化物掺杂贵金属整体催化剂及其制备方法 | |
| CN107335447B (zh) | 一种用于净化挥发性有机物的催化剂及其制备方法 | |
| CN101138728B (zh) | 净化有机废气的金属氧化物混合物催化剂及其制备方法 | |
| Si et al. | Enhanced Thermal Stability and Oxygen Storage Capacity for Ce x Zr1-x O2 (x= 0.4− 0.6) Solid Solutions by Hydrothermally Homogenous Doping of Trivalent Rare Earths | |
| CN102941088B (zh) | 一种同时去除CO、CH、NOx、PM催化剂及其制备方法 | |
| CN102824909B (zh) | 一种低温催化燃烧挥发性有机物催化剂及其制备方法 | |
| US20140271393A1 (en) | Methods for Variation of Support Oxide Materials for ZPGM Oxidation Catalysts and Systems Using Same | |
| JPH03224631A (ja) | 粒子を放出せずまた周期的に浄化中断することなく、デイーゼル機関の排気ガスを酸化浄化する連続作動触媒 | |
| JPH0760118A (ja) | 酸素イオン伝導性支持材を伴う貴金属触媒 | |
| CN101961653A (zh) | 一种复合氧化物催化燃烧催化剂及其制备方法和应用 | |
| WO2017049804A1 (zh) | 低温催化去除环境污染物的催化剂及其制备方法 | |
| CN105618043B (zh) | 一种催化剂、制备方法及应用 | |
| CN101811046A (zh) | 一种净化有机废气的贵金属整体式催化剂及其制备方法 | |
| CN100364662C (zh) | 稀土复合多孔氧化铝负载Pd催化剂的制备方法 | |
| CN102861605A (zh) | 低so2氧化活性的柴油车氧化型催化剂及其制备方法 | |
| CN101259438A (zh) | 应用于选择性催化转换器的玻璃涂层及制备方法 | |
| CN108452798A (zh) | 一种用于一氧化碳催化氧化的耐高温烧结负载型贵金属催化剂及其制备方法 | |
| US8227373B1 (en) | Exhaust gas purification catalysts and methods of making the same | |
| CN103143383B (zh) | 一种分子筛负载铂基贵金属碳烟脱除催化剂及其制备方法 | |
| CN101632926B (zh) | 一种尾气催化剂以及尾气催化转换器 | |
| CN114904512A (zh) | 莫来石型负载的蜂窝陶瓷催化剂表面活性涂层及其制备方法 | |
| CN103623804B (zh) | 用于汽车尾气净化催化剂的储氧材料及其制备方法 | |
| CN104047683A (zh) | 一种摩托车尾气催化转化器及其制作方法 | |
| CN110773159B (zh) | 一种Pt/Pd/Rh氧化催化剂制备工艺及其制备的催化剂 | |
| CN107282051A (zh) | 一种钴铈催化剂的制备及用于甲烷催化燃烧反应的工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121121 Termination date: 20150709 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |