CN1034319A - 铂/沸石有机废气净化系列催化剂 - Google Patents

Abstract

铂/沸石有机废气净化系列催化剂，以天然沸石 为载体，铂为主要活性组分，本发明的特征是所述载 体天然丝光沸石经离子交换，改性成铵型，钠型，钾 型，钙型的一种，铂含量为0.02～0.03％(重量比)，也 可含有过渡金属镍，锰，钒氧化物的一种或几种作助 催化剂，该催化剂对含CO，烃类及其含氧衍生物的 工业排放废气，有较好的净化效果，在浓度(3～6)× 10³mg/m³空速4500～40000h^-1，反应气入口温度 150～280℃，净化率≥98％，具有含铂量低，活性高， 反应温度低，空速适应范围大，制备工艺简单，寿命长 等特点。

Description

本发明涉及含铂有机废气净化催化剂及其制备方法。

化工，轻工，涂料，印刷等行业排出的有机废气是大气主要污染源之一，如油漆，涂料化工生产排出的有机废气含有苯，甲苯，二甲苯，甲酚，乙酸乙酯等，苯酐生产过程排放的尾气含有苯酐，顺酐，一氧化碳及其他一些中间氧化物，具有强烈的刺激性，催泪性，直接排放对环境造成严重的污染。目前采用的处理方法有水洗法，热烧法和催化焚烧法。催化焚烧法是净化有机废气的重要方法，该方法的关健是研究出性能优良而成本低的催化剂。

目前工业生产上应用的催化剂，大多采用贵金属铂，钯为主要活性组分，贵金属含量一般为千分之几数量级，如日本专利;昭60-22930催化剂，含Pt，Pd各为0.05mg/cm²，昭58-81247催化剂，含Pt量为0.2～0.3%;上海食品工业印铁厂从日本引进的净化装置Cu-150中用的催化剂含Pt量为2克/升，株州通讯元件厂生产的FCC-3188型催化剂，含Pt量为0.1%等，上述催化剂由于含铂量高，而不易推广应用。

为降低贵金属的含量，提高催化剂的活性，降低成本，杭州大学从1981年以来提供了以天然丝光沸石为载体，以贵金属铂为主要活性组分的NZP系列催化剂，其铂含量为0.02-0.03%，该系列催化剂具有活性高，寿命长，成本低等特点，经工业应用取得了良好的社会经济效益。（参见化工环保，1982年2卷，石油化工，1984年13卷，石油化工，1985年14卷）。

本发明是在上述催化剂的基础上，提供几种能有效的净化各种含烃类及其含氧衍生物废气的催化剂及其制备方法。

本发明提供的有机废气催化剂，是以经过改性的天然丝光沸石为载体，改性后的载体可为铵型，钠型，钾型，钙型等，以铂为主要活性组分，也可含有过渡金属镍、锰、钒等氧化物中的一种或几种为助催化剂，其活性组分铂含量为载体的0.02～0.03%，助催化剂过渡金属氧化物NiO，MnO₂，V₂O₅含量分别为载体的0.03～0.05%，0.05～0.15%，0.03～0.1%。

本发明催化剂的制备方法是：将铂溶于王水，加浓氨水转变成铂氨液备用;将天然丝光沸石加含铵，钠，钾，钙盐中的一种盐溶液，较佳的是相对应的氯化物，按固液比1∶1.2-2，加热煮沸4～5小时，改性成铵型，钠型，钾型，钙型沸石载体。一种方法是将改性沸石载体直接浸渍于上述铂氨液交换吸附铂，还有一种方法是将改性沸石载体添加含有过渡金属镍，锰，钒的一种或几种盐的溶液交换吸附负载后，再浸渍于上述铂氨液交换吸附铂，交换吸附铂后，可直接干燥，活化，也可加还原剂还原后再干燥，活化即成本发明的催化剂。

本发明的催化剂的主要性能特点是：

1、处理对象;对含CO，烃类及其含氧衍生物的工业排放废气，具有很好的净化效果。

2、活性高，反应温度低，空速适应范围宽，对苯，甲苯，二甲苯，荼，苯酐，顺酐、环己烯、环己酮，丙酮，间甲酚，乙醇、丁醇、乙酸乙酯，醋酸等反应物，在浓度（3～6）×10³mg/m³，空速4500～4×10⁴h^-1，反应气入口温度150～280℃，净化率≥98%。

3、抗毒性能好，对于Pb，P，As，Sb，S，H₂O，CO₂等毒物在相当大的浓度围围内、对活性无明显影响。

4、耐热性好，能承受800°～900℃高温短时冲击，对活性无明显影响。

5、活性稳定性好，有几种催化剂已在工厂广泛使用，有的已达5年以上，仍在继续使用。

实施例1

按上述制备方法，将铂用王水溶解，加浓氨水转变成铂氨络离子溶液，取700毫升含有0.2克铂牟币罕赣?称取1000克3～5mm粒度的天然丝光沸石，浸入1500克含有150克氯化铵的水溶液中进行离子交换，加热煮沸，2小时后放出母液，再加1000克含有100克氯化铵的水溶液进行第二次离子交换，2小时后放出母液，水洗至无Cl^-离子，转入120℃烘箱中干燥，得铵型沸石载体;再将此载体浸入1500克含有30克硫酸锰10克硫酸镍的混合水溶液中，负载镍、锰离子，作为助催化剂，水洗至无SO^＝ ₄离子，将上述备用的铂氨溶液加入负载有镍，锰的铵型沸石载体上，在95～100℃温度下，交换吸附铂4～5小时，转入120℃烘箱中干燥，由室温升到250℃保温1小时，再升温到450～500℃空气氛中活化4～5小时。该催化剂含铂量为载体的0.02%，含NiO量为载体的0.04%，含MnO₂量为0.07%。

该催化剂的活性，对苯、二甲苯、乙酸乙酯等反应物浓度2000～6000mg/m²，空速10000～15000h^-1，催化剂装量100毫升，入口温度180～250℃，转化率≥98%。

实施例2

按实施例1所述的制备方法，取铂氨液为800毫升，含铂0.25克，丝光沸石量为1000克，改性盐采用氯化钠水溶液，第一次交换10%浓度氯化钠溶液1500克，第二次交换为10%浓度氯化钠溶液1200克，加含有0.46克V₂O₅的草酸水溶液负载助催化剂，制备得到的催化剂含铂量为载体0.025%，含V₂O₅量为载体量0.046%。该催化剂活性为：对荼、苯酐、顺酐等反应物，浓度1000～3000mg/m³，空速10000～15000h^-1，催化剂装量100毫升，入口气体温度180～250℃，转化率≥98%。

实施例3

按实施例1所述制备方法，取铂氨液700毫升，含铂0.3克备用，取1000克φ3～5mm的天然沸石小球加15%浓度的氯化钠水溶液1500克进行离子交换改性，交换时间3小时，水洗至无Cl^-离子，转移到120℃烘箱干燥，将备用的铂氨液加于上述小球进行离子交换吸附铂，2小时后放出母液，用5%甲醛溶液500毫升进行化学还原，2小时后放出原液，小球转移至烘箱干燥、再进行活化即成，该催化剂的活性组分铂含量为载体的0.03%。

该催化剂的活性为，对二甲苯的反应，浓度（3～5）×10³mg/m³空速（1～4）×10⁴h^-1，催化剂装量100毫升，反应气入口温度180～280℃，转化率≥98%。

实施例4

称取500克天然丝光沸石浸于700克含有70克氯化钾的水溶液中煮沸回流2小时，放出母液，再加入600克含有60克氯化钾的水溶液回流2小时，放出母液，洗至无Cl^-离子，120℃下烘干待用。

吸取铂氨溶液10ml（含Pt10mg/ml），用蒸馏水洗稀释至350ml，加于上述钾型天然沸石载体上，静置2小时，加热蒸干经500℃空气氛中活化4小时即成。该催化剂对于甲苯的深度氧化反应，催化剂装量100ml，空速15000h^-1，浓度3000～6000mg/m³，气体入口温度170℃，转化率≥99%。

实施例5

按实施例4所述的方法，用氯化钙代替氯化钾溶液得到钙型载体负载铂的催化剂，活性也很高，如，对乙醇，醋酸的反应，催化剂装置100ml，反应物浓度3000～6000mg/m³，空速20000h^-1，反应气体入口温度180℃，转化率≥98%。

本发明的催化剂及其制备方法，不限于上述实施例。

本发明的催化剂与现有同类应用的催化剂相比，具有含铂量低，活性高，反应温度低，空速适应性范围大，抗毒，耐热性能好，制备工艺简单等优点。

Claims (9)

1、一种以天然沸石为载体，贵金属铂为主要活性组分的有机废气净化催化剂，其特征是所述载体为天然丝光沸石，经离子交换，改性为铵型，钠型，钾型，钙型的一种，以铂为主要活性组分，或含有过渡金属镍，锰，钒氧化物的一种或几种为助催化剂。

2、根据权利要求1所述的催化剂，其特征是所述助催化剂过渡金属氧化物，MnO₂，NiO，V₂O₅的含量分别为载体重量的0.05～0.15%，0.01～0.05%，0.03～0.1%。

3、根据权利要求1所述的催化剂，其特征是所述活性组分铂含量是载体重量的0.02～0.03%。

4、根据权利要求1所述催化剂的制备方法，其步骤是;

A、铂溶于王水，加浓氨水转变为铂氨液备用，

B、天然丝光沸石改性成铵型，钠型，钾型，钙型沸石载体，

C、直接用改型载体或改型载体添加助催化剂，

D、浸于铂氨液中交换吸附铂，

E、交换吸附后直接干燥、活化，或加还原剂还原后，再水洗，干燥，活化。

5、根据权利要求4所述的制备方法，其特征是所述沸石改性是将天然沸石加氯化铵，氯化钠，氯化钾，氯化钙溶液的一种，其工艺条件为载体和溶液的固液比为1∶1.2-2，加热煮沸4～5小时。

6、根据权利要求4所述的制备方法，其特征是所述添加助催化剂为;铵型载体，用锰，镍混合盐的溶液进行离子交换负载。

7、根据权利要求4所述的制备方法，其特征是所述添加助催化剂为;钠型载体，用草酸氧钒溶液进行浸渍吸附负载。

8、根据权利要求4所述的制备方法，其特征是，所述还原剂为甲醛溶液。

9、根据权利要求4或5或6或7所述的制备方法，其特征是工艺条件为;吸附交换铂;温度95～100℃，时间4～5小时，活化;由室温升至250℃保温1小时，再升至450～500℃空气氛保温4～5小时。