CN104549253A - 一种催化燃烧催化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种催化燃烧催化剂及其制备方法，该催化剂以堇青石蜂窝陶瓷为基体，基体表面依次有硅铝涂层、复合涂层和活性组分，以催化剂总重量计，催化剂中含有堇青石蜂窝陶瓷80wt%~90wt%，硅铝涂层2wt%~9wt%，复合涂层3wt%~10wt%，活性组分0.01wt%~1wt%，活性组分为Pt、Pd、Rh、Ru和Ir中一种或几种，优选Pt或Pd；其中以硅铝涂层总重量计，硅铝涂层中含有二氧化硅10wt%~50wt%，氧化铝50wt%~90wt%；其中以复合涂层总重量计，复合涂层中含有二氧化钛40wt%~80wt%，二氧化硅5wt%~35wt%，氧化铝1wt%~10wt%，助剂10wt%~40wt%；其中助剂选自氧化铈、氧化锆或氧化镧中的一种或几种。本发明催化燃烧催化剂涂层负载量大，牢固度高，催化剂抗毒化性和活性好，制备方法简单，适用于工业应用。

Description

一种催化燃烧催化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种催化燃烧催化剂及其制备方法。

背景技术

挥发性有机物（VOCs）产生于石油炼制行业以及电子、印刷、涂料加工行业。大量排放的有机废气严重危害人类的健康。多数VOCs有异味，损害人体某些器官，产生病变，甚至致癌；此外，VOCs与臭氧等发生光化学反应，产生光化学烟雾；一些VOCs易燃易爆，给企业生产带来隐患。随着人们生活水平的提高，对生活环境的要求也越来越高，该种类气体的有效处理引起了人们广泛关注。在处理VOCs的技术中，催化燃烧法由于其能耗低和副产物无毒的特点而受到更多的重视。

催化燃烧催化剂通常为蜂窝陶瓷型结构，即采用蜂窝陶瓷作为基体，涂覆载体涂层，然后再负载催化剂活性组分。催化燃烧的效果，与催化剂涂层和基体的结合强度以及负载量密切相关，如果涂层与基体的结合强低、负载量少，则涂层在高空速气流的冲刷及热冲击下容易龟裂、剥落，造成催化剂的失活。因此，涂层与基体紧密结合以及负载量是保证催化剂长期稳定运行的关键。 

CN1415410A公开了一种催化燃烧催化剂及其制备方法，是将Al₂O₃、TiO₂、CeO₂、ZrO₂等组分加水制成浆液涂覆蜂窝陶瓷基体，再利用有机酸竞争吸附将贵金属负载在涂层上。该方法解决了贵金属分散不均匀的问题，但是载体涂层负载量比较低，在高空速气流的冲刷下易剥落。CN1488435A公开了一种催化燃烧催化剂及其制备方法。该发明是将硝酸铝与氨水混合调配成悬浊液，再按比例加入硅溶胶和碱金属硝酸盐的水溶液，形成涂覆液。该方法提高了载体涂层的牢固度，但是该发明要求浆液必须较稀，因此载体涂层的负载量比较低。CN102861594A公开了一种涂层浆液及其制备方法，该方法将拟薄水铝石、铈锆氧化物或者硝酸盐、硝酸镧、二氧化钛、硝酸铝、硝酸锰和硝酸铜球磨成均匀的浆液，之后用浓硝酸调节，制成涂层浆液。该方法需严格控制球磨浆液中颗粒的粒径，若粒径控制不当，得到的浆液涂层会发生龟裂。CN101439290A公开了一种蜂窝陶瓷型钙钛矿催化燃烧催化剂及其制备和应用，其中包括了浆液的制备，取适量的γ-Al₂O₃、Ce_mZr_1-mO₂、LaMnAl₁₁O₁₉、BaMnAl₁₁O₁₉或Sr₁₂Al₁₄O₂₁的金属氧化物和柠檬酸与去离子水混合搅拌制成稳定悬浮液，即涂层浆液。该浆液组分复杂，涂层比表面积低，需要多次涂覆，容易造成涂层脱落。

CN102049312A公开了一种催化燃烧催化剂，先对蜂窝陶瓷基体进行水热处理干燥，再涂覆氧化铝涂层，之后负载稀土金属氧化物和活性组分。该方法虽然提高了涂层与基体的结合强度，但水热处理耗时较长，长时间浸泡会导致基体的机械强度下降。

CN102872920A以及CN102872865A公开的方法中，都采用了对蜂窝陶瓷基体进行超声预处理的方法，预处理后的蜂窝陶瓷基体负载载体涂层，干燥和焙烧，浸渍活性金属组分，制成催化剂。该法解决了涂层容易龟裂和剥落的问题，但是严格控制超声预处理的时间及频率，以免导致微孔的孔壁过度塌陷，尤其是对于不同强度的基体，超声预处理要求较高，不利于工业化。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种催化燃烧催化剂及其制备方法，本发明催化剂涂层负载量大，牢固度高，具有良好的催化活性、稳定性和抗毒化性能，制备工艺简单，适用于工业应用。

本发明催化燃烧催化剂，以堇青石蜂窝陶瓷为基体，基体表面依次有硅铝涂层、复合涂层和活性组分，以催化剂总重量计，催化剂中含有堇青石蜂窝陶瓷80wt%~90wt%，硅铝涂层2wt%~9wt%，复合涂层3wt%~10wt%，活性组分0.01wt%~1wt%，活性组分为Pt、Pd、Rh、Ru和Ir中一种或几种，优选Pt或Pd；其中以硅铝涂层总重量计，硅铝涂层中含有二氧化硅10wt%~50wt%，氧化铝50wt%~90wt%；其中以复合涂层总重量计，复合涂层中含有二氧化钛40wt%~80wt%，二氧化硅5wt%~35wt%，氧化铝1wt%~10wt%，助剂10wt%~40wt%；其中助剂选自氧化铈、氧化锆或氧化镧中的一种或几种。

其中，二氧化钛为纳米级二氧化钛，粒度为10~200nm；二氧化硅的粒度为10~100nm；助剂的粒度为10~200nm。

本发明催化燃烧催化剂的制备方法，包括如下内容：

（1）将堇青石蜂窝陶瓷基体浸入到硅铝涂层浆液处理，取出，吹去残液，干燥，焙烧，得到负载硅铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷基体；

（2）将步骤（1）得到的载体在复合涂层浆液中浸渍处理，取出，吹去残液，干燥，焙烧，得到负载复合涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体；

（3）用含有活性组分的浸渍液浸渍步骤（2）得到的载体，干燥，焙烧，得到最终产物。

本发明方法中，步骤（1）所述的堇青石蜂窝陶瓷基体可以为经过酸处理活化或未经酸处理活化的堇青石蜂窝陶瓷基体，优选经过酸处理活化的堇青石蜂窝陶瓷基体。其中酸处理活化过程按照本领域技术人员熟知方法进行。

本发明方法中，步骤（1）所述的硅铝涂层浆液以重量百分含量计，包括白炭黑1wt%~10wt%，铝溶胶80wt%~95wt%和表面活性剂1wt%~10wt%；所述的白炭黑的粒度为10~100nm，可以为粉末状气相白炭黑或者沉淀白炭黑中的一种，优选气相白炭黑，白炭黑中二氧化硅含量大于99%。所述的铝溶胶以氧化铝计浓度为5wt%~30wt%，pH值为2~5；所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚和仲辛醇聚氧乙烯醚中的一种或几种，其中脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式为RO(CH₂CH₂O)₅H，R为C₇~C₉；烷基酚聚氧乙烯醚的分子式为RC₆H₄O(CH₂CH₂O)_nH，R为C₉~C₁₂，n为9~12；仲辛醇聚氧乙烯醚的分子式为C₈H₁₇(CH₂CH₂O)_nH，n为1~6。

本发明方法中，步骤（1）中的硅铝涂层浆液的制备方法如下：首先将铝溶胶与白炭黑混合均匀，加入表面活性剂混合1~30分钟后，即可得到涂层浆液。

本发明方法中，步骤（1）所述的浸入处理时间为1~120分钟，优选3~60分钟，取出后用压缩空气吹净基体空隙中多余液体。

本发明方法中，步骤（2）所述的浸渍处理时间为1~120分钟，优选3~60分钟，取出后用压缩空气吹净基体空隙中多余液体。

本发明方法中，步骤（2）所述的复合涂层浆液以重量百分含量计，包括二氧化钛5wt%~30wt%，白炭黑1wt%~15wt%，助剂1wt%~20wt%，铝溶胶10wt%~40wt%，酸溶液50wt%~70wt%，表面活性剂1wt%~3wt%。

其中，所述的二氧化钛为纳米级二氧化钛，粒度为10~200nm；助剂为纳米级氧化铈、氧化锆或氧化镧中的一种或几种，粒度为10~200nm。

其中，所述的白炭黑的粒度为10~100nm，可以为粉末状气相白炭黑或者沉淀白炭黑中的一种，优选气相白炭黑，白炭黑中二氧化硅含量大于99%。

其中，所述的铝溶胶可以使用市售商品，也可按本领域技术人员熟知的方法进行制备。所述的酸溶液为碳酸溶液、草酸溶液、盐酸溶液、柠檬酸溶液或硝酸溶液中的一种或几种，所述的酸溶液的浓度为0.1mol/L~0.3mol/L。

其中，所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚以及仲辛醇聚氧乙烯醚中的一种或几种；其中脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式为RO(CH₂CH₂O)₅H，R为C₇~C₉；烷基酚聚氧乙烯醚的分子式为RC₆H₄O(CH₂CH₂O)_nH，R为C₉~C₁₂，n为9~12；仲辛醇聚氧乙烯醚的分子式为C₈H₁₇(CH₂CH₂O)_nH，n为1~6。

本发明方法中，步骤（2）中的复合涂层浆液的制备方法如下：首先将二氧化钛、白炭黑、助剂和酸溶液混合均匀，然后加入铝溶胶混合均匀，再加入表面活性剂，混合1~120分钟，即可得到浆液。

其中，所述的混合过程采用搅拌、超声或高剪切等方式，优选采用高剪切方式，高剪切乳化的转速为10000~28000rpm。

本发明方法中，步骤（3）中所述的浸渍液为含有Pt、Pd、Rh、Ru和Ir中一种或几种化合物的水溶液，溶液浓度为1~20g/L。

本发明方法中，步骤（3）采用过体积浸渍，浸渍时间为1~120分钟，优选5~60分钟。

本发明方法中，步骤（1）、（2）和（3）中所述的干燥温度为60~150℃，干燥时间为3~12小时；所述的焙烧温度为400~600℃，焙烧时间为2~10小时。

本发明催化燃烧催化剂在净化挥发性有机废气中的应用，一般较好的工艺条件为：温度为200~500℃，反应空速为5000~50000h^-1，总烃浓度为1000~6000mg/m³。

与现有技术相比，本发明催化燃烧催化剂具有如下特点：

1、本发明使用了硅铝涂层和复合涂层，且在涂层中添加了白炭黑、纳米级二氧化钛和纳米级助剂。一方面，白炭黑具有粒径小、比表面积大、表面吸附能力强、分散性能好等特点，硅铝涂层中铝溶胶与白炭黑可以更加有效的增大堇青石载体的比表面积，提高涂层的负载量；另一方面，复合涂层中纳米级二氧化钛和纳米级助剂能够有效的改善涂层的结构，使涂层中各组分混合均匀；增强涂层中各组分间的相互作用以及涂层间的作用力，提高了涂层间的牢固度。

2、本发明中，所采用的涂层浆液中均添加了表面活性剂，该类表面活性剂具有很好的渗透性能和润湿性能，可以促进浆液中的纳米粒子向堇青石内部渗透，从而增加浆液涂层负载量，提高了涂层间的相互作用及涂层与蜂窝型陶瓷基体表面的作用力，有效防止涂层脱落和活性组分流失，提高了催化剂的稳定性，延长其使用寿命。

3、本发明催化燃烧催化剂抗毒化性和活性好，制备方法简单，适用于工业应用。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作更为详细地说明，而且所述实施例不应理解为本发明范围的限制。实施例中所用堇青石蜂窝陶瓷的尺寸为截面直径为52mm，高为47mm的圆柱形载体。

实施例1

堇青石预处理：将堇青石蜂窝陶瓷完全浸没于5wt%的硝酸溶液中，浸泡时间为1小时，取出后用去离子水冲洗3次，放入烘箱在120℃条件下，干燥10小时，得到表面活化的堇青石蜂窝陶瓷载体。

铝溶胶制备：将20克拟薄水铝石加入到150mL去离子水中，在搅拌的同时滴加7克浓硝酸。搅拌一定时间后，加热至80℃，滴加硝酸至完全胶溶，控制溶液pH值在2~5，陈化24小时，得到透明铝溶胶，以氧化铝计含量为8wt%。

硅铝涂层浆液制备：首先将90克铝溶胶与6克气相白炭黑混合均匀，加入4克脂肪醇聚氧乙烯醚（分子式为RO(CH₂CH₂O)₅H，其中R为C₇~C₉）搅拌混合30分钟后，即可得到涂层液。

复合涂层浆液制备：将60克纳米二氧化钛（15-50nm），17克气相白炭黑（10-80nm），25克纳米氧化铈和11.6克纳米氧化锆，加入178ml的硝酸溶液(0.1mol/L)中，搅拌均匀后，向其中加入52克铝溶胶，采用高剪切分散乳化机（FLUKO FA25 10000rpm）剪切分散10分钟，然后加入10.5克脂肪醇聚氧乙烯醚（分子式为RO(CH₂CH₂O)₅H，其中R为C₇~C₉），再剪切分散1分钟后制得涂层浆液。

硅铝涂层负载：将预处理的堇青石蜂窝陶瓷载体浸入到上述制备的铝溶胶中4分钟后，取出，吹去残液，在110℃干燥10小时，500℃焙烧5小时。

复合涂层负载：将涂好氧化铝涂层的载体浸渍上述复合涂层溶液中6分钟后，取出，吹去残液，110℃干燥10小时，500℃焙烧5小时，得到ZT1。

活性组分负载：将ZT1浸渍到10g/L的氯铂酸溶液中5分钟后，取出，吹去残液，110℃干燥10小时，500℃焙烧5小时，得到最终产品CT1，铂负载量为催化剂总重量的0.1wt%。

实施例2

将5g/L的硝酸铂溶液和5g/L的硝酸钯溶液等体积混合后，作为活性组分液。其他同实施例1。本实施例中得到的涂覆硅铝涂层和复合涂层的载体为ZT2，最终产品为CT2 ，铂钯负载量为催化剂总重量的0.05wt%。

实施例3

堇青石预处理：同实施例1。

铝溶胶为市售商品（固含量为15%，pH为3-4）。

硅铝涂层浆液制备：首先将87克铝溶胶与10克气相白炭黑混合均匀，加入3克烷基酚聚氧乙烯醚（分子式为RC₆H₄O(CH₂CH₂O)_nH，其中R为C₉~C₁₂，n为9~12）搅拌混合30分钟后，即可得到涂层液。

复合涂层浆液制备：将54克纳米二氧化钛（50-100nm），32克气相白炭黑（10-80nm），17.2克纳米氧化铈，加入280ml的碳酸溶液(0.2mol/L)中，搅拌均匀后，向其中加入43克铝溶胶，搅拌混合90分钟至均匀后，加入4.3克烷基酚聚氧乙烯醚（分子式为RC₆H₄O(CH₂CH₂O)_nH，其中R为C₉~C₁₂，n为9~12），再搅拌混合30分钟至均匀后，制得涂层浆液。

硅铝涂层负载：将预处理的堇青石蜂窝陶瓷载体浸入到上述制备的铝溶胶中10分钟，取出，吹去残液，在120℃干燥8小时，550℃焙烧5小时。

复合涂层负载：将涂好氧化铝涂层的载体浸渍上述复合涂层浆液中5分钟后，取出，吹去残液，120℃干燥8小时，550℃焙烧5小时，得到ZT3。

活性组分负载：将ZT3浸渍到8g/L的硝酸钯溶液中4分钟后，取出，吹去残液，120℃干燥10小时，550℃焙烧5小时，得到最终产品CT3 ，钯负载量为催化剂总重量的0.08wt%。

实施例4

堇青石预处理：同实施例1。

铝溶胶制备：同实施例1。

硅铝涂层浆液制备：首先将92克铝溶胶与4克气相白炭黑混合均匀，加入4克仲辛醇聚氧乙烯醚(分子式为C₈H₁₇(CH₂CH₂O)_nH，其中n为1~6)搅拌混合30分钟后，即可得到涂层液。

复合涂层浆液制备：将25克纳米二氧化钛（100-150nm），5克气相白炭黑（10-80nm），9.2克纳米氧化锆，加入210ml的碳酸溶液（0.3mol/L）中，搅拌均匀后，向其中加入45克铝溶胶，采用高剪切分散乳化机（FLUKO FA25 10000rpm）剪切分散10分钟后加入6.1克仲辛醇聚氧乙烯醚(分子式为C₈H₁₇(CH₂CH₂O)_nH，其中n为1~6)，再剪切分散5分钟后制得涂层浆液。

硅铝涂层负载：将预处理的堇青石蜂窝陶瓷载体浸入到上述制备的铝溶胶中8分钟后，取出，吹去残液，在110℃干燥10小时，500℃焙烧5小时。

复合涂层负载：将涂好氧化铝涂层的载体浸渍上述复合涂层浆液中8分钟后，取出，吹去残液，110℃干燥10小时，500℃焙烧5小时，得到ZT4。

活性组分负载：将ZT4浸渍到5g/L的氯铂酸溶液中7分钟后，取出，吹去残液，110℃干燥10小时，500℃焙烧5小时，得到最终产品CT4，铂负载量为催化剂总重量的0.05wt%。

对比例1

除两个涂层中均未添加脂肪醇聚氧乙烯醚和白炭黑外，其他同实施例1。本对比例中，涂覆有硅铝涂层和复合涂层的载体为DZT1，最终产品为DCT1。

对比例2

除仅在复合涂层中添加脂肪醇聚氧乙烯醚和白炭黑外，其他同实施例2。本对比例中，涂覆有硅铝涂层和复合涂层的载体为DZT2，最终产品为DCT2。

对比例3

除两个涂层中均未添加烷基酚聚氧乙烯醚外，其他同实施例3。本对比例中，涂覆有硅铝涂层和复合涂层的载体为DZT3，最终产品为DCT3。

对比例4

除两次涂层中均未添加白炭黑外，其他同实施例4。本对比例中，涂覆有硅铝涂层和复合涂层的载体为DZT4，最终产品为DCT4。

对比例5

除没有硅铝涂层外，其他同实施例1。本对比例中，涂覆有复合涂层的载体为DZT5，最终产品为DCT5。

实施例5

上述实施例1-4催化剂载体ZT1-ZT4和对比例1-5中催化剂载体DZT1-DZT5的增重比见表1。

表1 催化剂载体的增重比。

编号	堇青石原重，g	焙烧后重量，g	增重比，%
				ZT1	21.36	23.85	11.66
ZT2	19.25	21.48	11.58
				ZT3	23.26	25.93	11.50
ZT4	21.64	24.14	11.56
				DZT1	22.39	23.07	3.04
DZT2	23.51	25.86	10.00
				DZT3	20.42	21.61	5.83
DZT4	19.97	21.15	5.91
				DZT5	23.01	24.19	5.13

其中，增重比=（焙烧后重量-堇青石原重）/堇青石原重×100%

由以上数据可以看出，实施例1-4催化剂载体ZT1-ZT4增重都在11%以上，说明本发明方法可以有效的提高涂层负载量。

涂层牢固度通过超声振动实验进行评价，将样品放入到介质为水的超声波清洗器中（KQ-250D，功率150W，频率100KHz），超声1小时后计算脱落率。所得结果见表2。

表2 催化剂载体涂层超声脱落结果。

编号	ZT1	ZT2	ZT3	ZT4	DZT1	DZT2	DZT3	DZT4	DZT5
										超声脱落率，%	1.6	1.6	2.0	1.9	10.2	2.6	5.5	5.0	5.6

其中，超声脱落率=（涂层重量-超声振荡后重量）/涂层重量×100%。

由以上数据可以看出，实施例1~4的样品涂层脱落率更低，说明本发明中的催化燃烧催化剂具有更好的涂层牢固度。

为了评价催化剂对有机废气的处理效果，对本发明制备的催化燃烧催化剂进行活性评价和稳定性评价，评价条件为：反应器入口温度为250℃，体积空速为40000h^-1，有机废气总烃浓度约为4000mg/m³，硫化氢浓度约为50mg/m³，评价结果见表3，连续运转500小时后的试验结果见表4。

表3 活性评价结果。

编号	反应器入口总烃浓度，mg/m3	反应器出口总烃浓度，mg/m3	去除率，%
				CT1	4010	24	99.4
CT2	4100	33	99.2
				CT3	4003	40	99.0
CT4	3994	36	99.1
				DCT1	3890	245	93.7
DCT2	4101	242	94.1
				DCT3	4059	280	93.1
DCT4	3989	283	92.9
				DCT5	3973	274	93.1

表4 长周期运转试验结果。

编号	CT1	CT2	CT3	CT4	DCT1	DCT2	DCT3	DCT4	DCT5
										运转初期净化率，%	99.4	99.2	99.0	99.1	93.7	94.1	93.1	92.9	93.1
500小时后净化率，%	99.0	99.0	98.7	98.9	81.5	89.7	86.3	82.1	82.6

通过试验对比发现，本发明的催化燃烧催化剂有机物净化率高，活性好。在有硫化物存在的条件下，在连续运转500小时后，仍保持着高净化率，说明该催化剂具有很好的抗毒化性能和稳定性。

Claims (15)

1.一种催化燃烧催化剂，其特征在于：以堇青石蜂窝陶瓷为基体，基体表面依次有硅铝涂层、复合涂层和活性组分，以催化剂总重量计，催化剂中含有堇青石蜂窝陶瓷80wt%~90wt%，硅铝涂层2wt%~9wt%，复合涂层3wt%~10wt%，活性组分0.01wt%~1wt%，活性组分为Pt、Pd、Rh、Ru和Ir中一种或几种；其中以硅铝涂层总重量计，硅铝涂层中含有二氧化硅10wt%~50wt%，氧化铝50wt%~90wt%；其中以复合涂层总重量计，复合涂层中含有二氧化钛40wt%~80wt%，二氧化硅5wt%~35wt%，氧化铝1wt%~10wt%，助剂10wt%~40wt%；其中助剂选自氧化铈、氧化锆或氧化镧中的一种或几种。

2.按照权利要求1所述的催化剂，其特征在于：二氧化钛为纳米级二氧化钛，粒度为10~200nm；二氧化硅的粒度为10~100nm；助剂的粒度为10~200nm。

3.一种权利要求1所述的催化燃烧催化剂的制备方法，其特征在于包括如下内容：（1）将堇青石蜂窝陶瓷基体浸入到硅铝涂层浆液处理，取出，吹去残液，干燥，焙烧，得到负载硅铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷基体；（2）将步骤（1）得到的载体在复合涂层浆液中浸渍处理，取出，吹去残液，干燥，焙烧，得到负载复合涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体；（3）用含有活性组分的浸渍液浸渍步骤（2）得到的载体，干燥，焙烧，得到最终产物。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的硅铝涂层浆液以重量百分含量计，包括白炭黑1wt%~10wt%，铝溶胶80wt%~95wt%和表面活性剂1wt%~10wt%；所述的铝溶胶以氧化铝计浓度为5wt%~30wt%，pH值为2~5；所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚和仲辛醇聚氧乙烯醚中的一种或几种，其中脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式为RO(CH₂CH₂O)₅H，R为C₇~C₉；烷基酚聚氧乙烯醚的分子式为RC₆H₄O(CH₂CH₂O)_nH，R为C₉~C₁₂，n为9~12；仲辛醇聚氧乙烯醚的分子式为C₈H₁₇(CH₂CH₂O)_nH，n为1~6；所述的白炭黑的粒度为10~100nm。

5.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（1）中的硅铝涂层浆液的制备方法如下：首先将铝溶胶与白炭黑混合均匀，加入表面活性剂混合1~30分钟后，即可得到涂层浆液。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的浸入处理时间为1~120分钟；步骤（2）所述的浸渍处理时间为1~120分钟。

7.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述的复合涂层浆液以重量百分含量计，包括二氧化钛5wt%~30wt%，白炭黑1wt%~15wt%，助剂1wt%~20wt%，铝溶胶10wt%~40wt%，酸溶液50wt%~70wt%，表面活性剂1wt%~3wt%；所述的二氧化钛为纳米级二氧化钛，粒度为10~200nm；助剂为纳米级氧化铈、氧化锆或氧化镧中的一种或几种，粒度为10~200nm；所述的白炭黑的粒度为10~100nm。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的酸溶液为碳酸、草酸、盐酸、柠檬酸或硝酸的水溶液中一种或几种，酸溶液的浓度为0.1mol/L~0.3mol/L。

9.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚和仲辛醇聚氧乙烯醚中的一种或几种；其中脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式为RO(CH₂CH₂O)₅H，R为C₇~C₉；烷基酚聚氧乙烯醚的分子式为RC₆H₄O(CH₂CH₂O)_nH，R为C₉~C₁₂， n为9~12；仲辛醇聚氧乙烯醚的分子式为C₈H₁₇(CH₂CH₂O)_nH，n为1~6。

10.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（2）中的复合涂层浆液的制备方法如下：首先将二氧化钛、白炭黑、助剂和酸溶液混合均匀，然后加入铝溶胶混合均匀，再加入表面活性剂，混合1~120分钟，即可得到浆液。

11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于：所述的混合过程采用高剪切方式，高剪切乳化的转速为10000~28000rpm。

12.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（3）中所述的浸渍液为含有Pt、Pd、Rh、Ru和Ir中一种或几种化合物的水溶液，浸渍液浓度为1~20g/L。

13.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（3）采用过体积浸渍，浸渍时间为1~120分钟。

14.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（1）、（2）和（3）中所述的干燥温度为60~150℃，干燥时间为3~12小时；所述的焙烧温度为400~600℃，焙烧时间为2~10小时。

15.一种权利要求1所述的催化燃烧催化剂在净化挥发性有机废气中的应用，工艺条件为：温度为200~500℃，反应空速为5000~50000h^-1，总烃浓度为1000~6000mg/m³。