CN103861589A - 用于净化工业有机废气的莫来石负载Pd催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

用于净化工业有机废气的莫来石负载Pd催化剂及其制备方法，包含CeO2、La2O3、Al2O3、SiO2、贵金属Pd和莫来石蜂窝陶瓷载体，是将Ce2(CO3)3、La2(CO3)3、拟薄水铝石粘合剂，硅溶胶粘合剂和H2PdCl4分三次涂覆到莫来石蜂窝陶瓷载体表面制得，CeO2、La2O3、Al2O3、SiO2的总质量为每升莫来石蜂窝陶瓷载体催化剂涂覆21g，Pd的总质量为每升莫来石蜂窝陶瓷载体催化剂涂覆0.1～0.4g。该催化剂用SiO2来提高涂层的粘结效果，CeO2能够减少催化剂表面积炭，用La2O3提高氧化铝的热稳定性，提高催化剂抗烧结能力，提高催化剂热稳定性和减少贵金属Pd的使用。

Description

用于净化工业有机废气的莫来石负载Pd催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保催化剂，特别涉及一种用于净化工业有机废气的莫来石负载Pd催化剂及其制备方法
背景技术
金属制品涂装、漆包线、喷漆等行业，在油漆烘干过程中排放甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯、丙酮等挥发性有机化合物（简称VOCs）。挥发性有机物是造成大气污染的主要有害物之一，也是造成光化学污染，形成细颗粒物（PM2.5）的主要来源，长期吸入导致人类中枢神经系统、呼吸系统、免疫系统、生殖系统等的异常（J.J.Spivey,Ind.Eng.Chem Res1987,26:2165-2180），可造成急性和慢性中毒，致癌及基因突变等。
催化燃烧技术是在催化剂在作用下，在较低温度VOCs发生氧化反应，生成二氧化碳和水，同时放出热量。其中催化剂性能是该技术成功应用的关键技术之一。催化燃烧技术对挥发性有机物的应用范围广，几乎能处理所有的VOCs，且无二次污染。如果能有效地利用VOCs氧化过程产生的热量，该技术的使用能达到节能减排的功效。因此，催化燃烧是净化工业挥发性有机废气最有效的方法之一，得到了广泛的使用。
目前，用于净化工业废气的催化剂，大多采用堇青石蜂窝陶瓷载体，在蜂窝陶瓷表面涂覆氧化铝、氧化铈、氧化锆等复合氧化物作为第二载体，再采用浸渍法负载贵金属Pd或Pt。如中国发明专利CN141510A公开了一种用于可燃性废气催化燃烧（或催化氧化）的催化燃烧催化剂及其制备方法。该发明采用Al2O3、CeO2、ZrO2为涂层材料，再通过浸渍法负载活性组分Pt。
中国发明专利CN101518739A公开了具有蓄热功能的整体式催化剂及其制备方法和应用。催化剂的蓄热层是由SiC和刚玉中的至少一种、堇青石和莫来石组成，在蓄热层表面负载氧化铝和催化剂活性组分。催化剂活性组分主要由CuO、CoO、Ni2O3、MnO2组成，可添加Pt、Pd或两者混合物。该催化剂具有蓄热和催化双功能，能实现对工业有机废气的高效净化。然而，该催化剂的载体需要由SiC和刚玉中的至少一种、堇青石和莫来石混合材料高温焙烧来制备，CuO、CoO、Ni2O3、MnO2选用相应的硝酸盐和氯化物。由于选用硝酸盐和氯化物，制备过程不可避免的产生大量NOx和HCl，对催化剂制备带来了麻烦。
发明内容
本发明要解决的技术问题是以商品莫来石蜂窝陶瓷为载体，开发贵金属Pd在莫来石表面的负载技术，提供一种性能稳定的用于净化工业有机废气的莫来石负载Pd催化剂及其制备方法。
为解决该技术问题，本发明采用的技术方案为：
用于净化工业有机废气的莫来石负载Pd催化剂，其特征在于：该催化剂包含CeO2、La2O3、Al2O3、SiO2、贵金属Pd和莫来石蜂窝陶瓷载体，该催化剂是将Ce2(CO3)3、La2(CO3)3、拟薄水铝石粘合剂，硅溶胶粘合剂和H2PdCl4分三次涂覆到莫来石蜂窝陶瓷载体表面制得，其中CeO2、La2O3、Al2O3、SiO2的总质量为每升莫来石蜂窝载体催化剂涂覆21g，Pd的的总质量为每升莫来石蜂窝陶瓷载体催化剂涂覆0.1～0.4g。
上述催化剂具体的制备方法为：第一次涂覆浆料为Ce2(CO3)3和硅溶胶粘合剂，CeO2和SiO2的质量比为20：80，浆料均匀涂覆在莫来石蜂窝陶瓷载体上，并用高压气体吹出莫来石蜂窝陶瓷载体孔隙内多余的浆液，经110℃干燥，400℃焙烧；第二次涂覆浆料为Ce2(CO3)3、La2(CO3)3、拟薄水铝石粘合剂，CeO2、La2O3和Al2O3的质量比为10：10：80，浆料均匀涂覆在莫来石蜂窝陶瓷载体上，并用高压气体吹出莫来石蜂窝陶瓷载体孔隙内多余的浆液，经110℃干燥，400℃焙烧；第三次涂覆的浸渍物为H2PdCl4水溶液，经110℃干燥，500℃焙烧，制得涂覆有Pd的催化剂，每升0.1～0.4g。
所述的第一次涂覆浆料，浆料用水稀释后通过球磨4小时；第二次涂覆浆料，浆料用水稀释后通过球磨4小时，用浓硝酸将酸度调至pH=3.5，第三次的浸渍液用浓硝酸将酸度调至pH=4.5。
本发明催化剂，用SiO2来提高涂层的粘结效果，CeO2能够减少催化剂表面积炭，用La2O3提高氧化铝的热稳定性，从而提高催化剂抗烧结能力，有利于提高催化剂热稳定性和减少贵金属Pd的使用。相对于现有技术，本发明选择商品莫来石蜂窝陶瓷载体为催化剂载体。主要有如下优点：首先商品莫来石蜂窝陶瓷载体的价格（以体积计算）只有商品堇青石蜂窝陶瓷载体的一半；其次莫来石蜂窝陶瓷载体热容量较大、材料性能稳定，是理想的蓄热材料。莫来石与堇青石主要差别是前者铝含量较高和热膨胀系数较大。热膨胀系数较大使得莫来石在使用过程中破裂的趋势增加，然而莫来石作为蓄热材料已经得到广泛应用，在蓄热材料使用过程中温度变化的幅度也很大，也没有发现蓄热材料破裂，因此可完全满足作为催化剂载体的要求。因此，如果选择低成本的莫来石蜂窝陶瓷载体，可明显降低催化剂的成本，同时，由于整体式催化剂是轴向传热，可利用莫来石蜂窝陶瓷载体的蓄热功能，提高催化剂温度的均匀性，改善催化性能。
具体实施方式
实施例1
（1）第一涂层：称取Ce2(CO3)380g（含CeO260g）、硅溶胶粘合剂1200g（含SiO2240g），加5L去离子水稀释后球磨4小时。将莫来石蜂窝陶瓷载体（50目/in2，外型100mm×100mm×100mm）浸渍上述浆料，并用高压气体吹出莫来石蜂窝陶瓷载体孔隙内多余的浆液。然后经110℃干燥，400℃焙烧4小时。第一涂层的涂覆量为6g/L。
（2）第二涂层：称取Ce2(CO3)3100g（含CeO275g）、La2(CO3)3105g（含La2O375g）、拟薄水铝石粘合剂2000g（含Al2O3600g），CeO2、La2O3和Al2O3的质量比为10：10：80。加5L去离子水稀释后球磨4小时，然后加浓硝酸将酸度调至pH=3.5。将涂覆第一涂层的莫来石蜂窝陶瓷浸渍上述浆料，并用高压气体吹出莫来石蜂窝陶瓷载体孔隙内多余的浆液。然后经110℃干燥，400℃焙烧4小时。第二涂层的涂覆量为15g/L。
（3）第三涂层：称取含有Pd3g的H2PdCl4溶液，加去离子水配成60L溶液，用浓硝酸将酸度调至pH=4.5。将32L涂有上述两个涂层的莫来石蜂窝陶瓷浸渍其中，使H2PdCl4吸附到载体表面，将含有贵金属Pd莫来石蜂窝陶瓷与水溶液分离，经110℃干燥，500℃焙烧4小时，制得本发明莫来石蜂窝陶瓷负载Pd催化剂。第三涂层的贵金属Pd的总量为0.1g/L。催化剂活性评价结果见表1。
催化剂活性评价条件，空速为10000h-1，测量温度为气体进入催化剂床层的温度，反应气体的含氧量为21%，模拟有机反应物选择甲苯、乙酸乙酯、丙酮、苯乙烯、环氧乙烷。催化性能以有机物转化率达到99%的最低反应温度T99表示。
表1：实施例1Pd催化剂的性能
Figure BDA0000476047910000041
实施例2
催化剂的第一涂层和第二涂层与实施例1相同，所不同的是第三涂层Pd的负载量为每升0.2g，即称取含有Pd6g的H2PdCl4溶液，加去离子水配成60L溶液，用浓硝酸将酸度调至pH=4.5。将涂有上述两个涂层的莫来石蜂窝陶瓷载体浸渍其中，使H2PdCl4吸附到载体表面，将含有贵金属Pd莫来石蜂窝陶瓷与水溶液分离，经110℃干燥，500℃焙烧4小时，制得本发明莫来石蜂窝陶瓷负载Pd催化剂。第三涂层的贵金属Pd的总量为0.2g/L。催化剂活性评价结果见表2。催化剂评价条件与实施例1相同。
表2：实施例2Pd催化剂的性能
Figure BDA0000476047910000051
实施例3
催化剂的第一涂层和第二涂层与实施例1相同，所不同的是第三涂层Pd的负载量为每升0.4g，即称取含有Pd12g的H2PdCl4溶液，加去离子水配成60L溶液，用浓硝酸将酸度调至pH=4.5。将涂有上述两个涂层的莫来石蜂窝陶瓷载体浸渍其中，使H2PdCl4吸附到载体表面，将含有贵金属Pd莫来石蜂窝陶瓷与水溶液分离，经110℃干燥，500℃焙烧4小时，制得本发明莫来石蜂窝陶瓷负载Pd催化剂。第三涂层的贵金属Pd的总量为0.4g/L。催化剂活性评价结果见表3。催化剂评价条件与实施例1相同。
表3：实施例3Pd催化剂的性能
Figure BDA0000476047910000061
由此可见，本发明的催化剂对于工业有机废气有较好的催化净化效果，催化剂的活性可以通过Pd的负载量来调变，Pd负载量较高的催化剂的性能较好，然而考虑到催化剂成本，选择每升Pd负载量为0.2g较好。

Claims (3)

1.用于净化工业有机废气的莫来石负载Pd催化剂，其特征在于：该催化剂包含CeO2、La2O3、Al2O3、SiO2、贵金属Pd和莫来石蜂窝陶瓷载体，该催化剂是将Ce2(CO3)3、La2(CO3)3、拟薄水铝石粘合剂，硅溶胶粘合剂和H2PdCl4分三次涂覆到莫来石蜂窝陶瓷载体表面制得，CeO2、La2O3、Al2O3、SiO2的总质量为每升莫来石蜂窝陶瓷载体催化剂涂覆21g，Pd的的总质量为每升莫来石蜂窝陶瓷载体催化剂涂覆0.1～0.4g。
2.权利要求1所述催化剂的制备方法，其特征在于该催化剂第一次涂覆浆料为Ce2(CO3)3和硅溶胶粘合剂，CeO2和SiO2的质量比为20：80，浆料均匀涂覆在莫来石蜂窝陶瓷载体上，并用高压气体吹出莫来石蜂窝陶瓷载体孔隙内多余的浆液，经110℃干燥，400℃焙烧；第二次涂覆浆料为Ce2(CO3)3、La2(CO3)3、拟薄水铝石粘合剂，CeO2、La2O3和Al2O3的质量比为10：10：80，浆料均匀涂覆在莫来石蜂窝陶瓷载体上，并用高压气体吹出莫来石蜂窝陶瓷载体孔隙内多余的浆液，经110℃干燥，400℃焙烧；第三次涂覆的浸渍物为H2PdCl4水溶液，经110℃干燥，500℃焙烧，制得涂覆有Pd的催化剂，每升0.1～0.4g。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的第一次涂覆浆料，浆料用水稀释后通过球磨4小时；第二次涂覆浆料，浆料用水稀释后通过球磨4小时，用浓硝酸将酸度调至pH=3.5，第三次的浸渍液用浓硝酸将酸度调至pH=4.5。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104148102A (zh) * 2014-08-28 2014-11-19 金华氟特催化科技有限公司 一种用于挥发性有机废气净化的复合光催化剂及其制备方法
CN105289698A (zh) * 2015-11-10 2016-02-03 刘义林 一种用于降解VOCs的CeO2-CoO复合分子筛催化剂的制备工艺
CN108435163A (zh) * 2018-02-10 2018-08-24 普利飞尔环保科技（上海）有限公司 一种用于VOCs废气催化燃烧Pd基整体式催化剂及其制备方法
CN108452801A (zh) * 2017-02-14 2018-08-28 科莱恩公司 用于voc和卤化voc排放物控制的低成本氧化催化剂
CN108686453A (zh) * 2017-04-12 2018-10-23 宁夏澍侍信息科技有限公司 一种铝棒加热炉尾气处理装置
CN114130388A (zh) * 2021-12-08 2022-03-04 四川大学 Sm位点掺杂的钐锰莫来石和以其为助剂的催化剂及制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1032748A (zh) * 1987-10-30 1989-05-10 底古萨股份公司 无铂三元催化剂
CN1178717A (zh) * 1996-10-04 1998-04-15 中国科学院大连化学物理研究所 负载贵金属微粒的大气净化催化剂及制法
CN1264620A (zh) * 2000-02-25 2000-08-30 上海交通大学 莫来石质蜂窝陶瓷载体
CN1277892A (zh) * 2000-06-21 2000-12-27 中国科学院兰州化学物理研究所 用于净化废气的催化剂
CN1385239A (zh) * 2001-05-14 2002-12-18 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种汽车尾气催化净化催化剂及其制备工艺
US6503862B1 (en) * 2000-02-01 2003-01-07 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas purifying catalyst
US7332454B2 (en) * 2005-03-16 2008-02-19 Sud-Chemie Inc. Oxidation catalyst on a substrate utilized for the purification of exhaust gases
CN102039146A (zh) * 2010-11-18 2011-05-04 华东理工大学 天然气发动机排气净化催化剂及其制备方法
CN103191733A (zh) * 2012-01-09 2013-07-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种低浓度甲烷燃烧催化剂及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1032748A (zh) * 1987-10-30 1989-05-10 底古萨股份公司 无铂三元催化剂
CN1178717A (zh) * 1996-10-04 1998-04-15 中国科学院大连化学物理研究所 负载贵金属微粒的大气净化催化剂及制法
US6503862B1 (en) * 2000-02-01 2003-01-07 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas purifying catalyst
CN1264620A (zh) * 2000-02-25 2000-08-30 上海交通大学 莫来石质蜂窝陶瓷载体
CN1277892A (zh) * 2000-06-21 2000-12-27 中国科学院兰州化学物理研究所 用于净化废气的催化剂
CN1385239A (zh) * 2001-05-14 2002-12-18 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种汽车尾气催化净化催化剂及其制备工艺
US7332454B2 (en) * 2005-03-16 2008-02-19 Sud-Chemie Inc. Oxidation catalyst on a substrate utilized for the purification of exhaust gases
CN102039146A (zh) * 2010-11-18 2011-05-04 华东理工大学 天然气发动机排气净化催化剂及其制备方法
CN103191733A (zh) * 2012-01-09 2013-07-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种低浓度甲烷燃烧催化剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YILE LI,等: "Influence of CeO2 and La2O3 on properties of palladium catalysts used for emission control of natural gas vehicles", 《JOURNAL OF NATURAL GAS CHEMISTRY》 *
杨成等: "铈和镧改性γ-Al2O3担载Pd催化剂的结构效应", 《物理化学学报》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104148102A (zh) * 2014-08-28 2014-11-19 金华氟特催化科技有限公司 一种用于挥发性有机废气净化的复合光催化剂及其制备方法
CN105289698A (zh) * 2015-11-10 2016-02-03 刘义林 一种用于降解VOCs的CeO2-CoO复合分子筛催化剂的制备工艺
CN108452801A (zh) * 2017-02-14 2018-08-28 科莱恩公司 用于voc和卤化voc排放物控制的低成本氧化催化剂
CN108686453A (zh) * 2017-04-12 2018-10-23 宁夏澍侍信息科技有限公司 一种铝棒加热炉尾气处理装置
CN108435163A (zh) * 2018-02-10 2018-08-24 普利飞尔环保科技（上海）有限公司 一种用于VOCs废气催化燃烧Pd基整体式催化剂及其制备方法
CN114130388A (zh) * 2021-12-08 2022-03-04 四川大学 Sm位点掺杂的钐锰莫来石和以其为助剂的催化剂及制备方法

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