CN107262147B - 一种耐硫性催化燃烧催化剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐硫性催化燃烧催化剂及制备方法，属于材料合成技术领域。本发明的催化剂由以下重量百分比的组成物制得：载体93%~97%、活性组分0.01%~0.5%、余量为助催化剂；载体为Ti‑MCM‑41或TS‑1分子筛，活性剂为Pt和PtS2，助催化剂为MnO2、Co2O3、CeO2的一种或任意比多种；该催化剂具有优异的耐硫性能，催化工业废气燃烧效率高，可有效脱除CO并且避免催化剂在SO2氛围中失活。

Description

一种耐硫性催化燃烧催化剂及制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐硫性催化燃烧催化剂及制备方法，属于材料合成技术领域。
背景技术
随着工业的发展，工业中含硫燃料的燃烧，含硫矿物的冶炼，化学工业的废气等工业废气排放量迅速增加，而含硫化合物是大气主要污染物之一，与大气空气质量息息相关，导致了严重的环境问题，引起人们的广泛关注，而目前用于处理含硫低热值工业废气的技术主要有活性炭吸附、直接燃烧、催化燃烧、高温焚烧、吸收法、冷凝法、等离子低温催化氧化法等，但是这些技术在工业应用中依然存在一些问题。
在申请号CN105536823A的中国专利公开了一种耐硫催化燃烧催化剂及其制备方法，该催化剂选择蜂窝陶瓷基体，首先涂覆Al2O3涂层，然后涂覆TiO2-CeO2涂层，涂覆后用硫酸溶液处理，最后浸渍活性组分Pt、Pd、Fe2O3和Ag。该催化剂采用TiO2-CeO2虽然对含硫有机废气具有良好的催化活性和稳定性，但涂覆容易造成涂层不均匀且易脱落，在长期使用过程中，催化剂活性会下降。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种耐硫性催化燃烧催化剂，由以下重量百分比的组成物制得：载体92.5%~96.99%、活性组分0.01%~0.5%、余量为助催化剂；其中载体为Ti-MCM-41或TS-1分子筛，活性组分为Pt和PtS2，助催化剂为MnO2、Co2O3、CeO2的一种或任意比多种；
以重量百分数计，所述Ti-MCM-41分子筛中Ti的含量为2~10%，Si的含量为90~98%；
该催化剂中活性组分，可以增强催化剂的表面酸性，提高催化剂对有机物的催化燃烧活性，促进了硫化物的转化，使催化剂具有良好的抗硫性，同时活性金属提高了催化剂在低温段催化活性和稳定性。
本发明的另一目的是提供所述耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）Ti-MCM-41介孔分子筛载体的制备：将硅酸钠和模板剂溶解于水中配成溶液A，用硫酸溶液调节pH值为7~10，加入TiCl4水溶液，水热反应得到沉淀物，沉淀物经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到Ti-MCM-41介孔分子筛载体；
（2）TS-1介孔分子筛载体的制备：将正硅酸四乙酯和太酸丁酯混合均匀得到混合液B，在搅拌条件下，滴入到四丙基氢氧化铵水溶液中得到混合液C，在温度50~60℃条件下，混合液C反应0.5~1 h，然后温度70~80℃条件下蒸发反应1.5~2 h，再在温度为160~170℃条件下水热晶化反应48~72h得到晶化物，过滤、洗涤、干燥、焙烧即得TS-1介孔分子筛载体；
（3）负载型催化剂的制备：将铂盐、助催化剂金属的硝酸盐溶解于水中得到浸渍液，将步骤（1）所得Ti-MCM-41介孔分子筛载体或步骤（2）所得TS-1介孔分子筛载体加入到浸渍液中并在搅拌条件下干燥、焙烧；
（4）在温度为300~400℃条件下，将步骤（3）所得产物置于H2S和H2的混合气体中反应4~5 h即得耐硫性催化燃烧催化剂；
所述步骤（1）中硅酸钠和模板剂的质量比为3~4:1，模板剂为十六烷基三甲基溴化铵，溶液A中硅酸钠的浓度为0.5~2mol/L，TiCl4水溶液中TiCl4的质量浓度为10~30%，TiCl4水溶胶与溶液A的体积比为1/4，水热反应温度为130~150℃，反应时间为2~4 h，焙烧温度为500~550℃，焙烧时间为4~5h 。
所述步骤（2）混合液B中正硅酸四乙酯和太酸丁酯的摩尔比为1:（0.01~0.05），四丙基氢氧化铵水溶液的浓度为3~15%，混合液B与四丙基氢氧化铵水溶液的体积比为10~11:1，焙烧温度为500~550℃，焙烧时间为6~8h；
所述步骤（3）中助催化剂金属的硝酸盐为硝酸锰、硝酸钴、硝酸铈的一种或任意比多种，铂盐与硝酸盐的质量比为0.033~0.056，浸渍液中铂盐的浓度为0.001~0.05mol/L，在温度50~60℃下低温干燥4~5 h，然后在温度60~70℃下干燥1~1.5 h，焙烧温度为500~550℃，焙烧时间为4~5h；
所述步骤（3）中混合气体中H2S与H2的体积比为3:17。
本发明的有益效果：
（1）本发明的催化剂中活性组分，可以增强催化剂的表面酸性，提高催化剂对有机物的催化燃烧活性，促进了硫化物的转化，使催化剂具有良好的抗硫性，同时活性金属提高了催化剂在低温段催化活性和稳定性；
（2）本发明中助催化剂的加入可以增加活性组分的分散度，提供丰富的表面氧，提高活性，防止烧结，并提高贵金属的利用效率，使催化效率增高，有效催化耐硫性低热值工业废气的燃烧；
（3）本发明催化剂的制备工艺及过程简单，催化剂起活温度低，在120~200℃之间稳定催化燃烧，具有活性组分高分散和良好的耐硫性能；
（4）本发明催化剂的催化耐硫性低热值工业废气燃烧效率高，在150℃催化燃烧后CO的转化率可达到94%。
附图说明
图1 为本发明实施例7制备催化剂在150℃条件下的耐久性能图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1：本实施例的耐硫性催化燃烧催化剂，由以下重量百分比的组成物制得：载体94.7%、活性组分0.3%、余量为助催化剂；其中载体为Ti-MCM-41，活性组分为Pt和PtS2，助催化剂为MnO2；以重量百分数计，Ti-MCM-41分子筛中Ti的含量为5%，Si的含量为95%；
一种耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）介孔载体的制备：将硅酸钠和模板剂混合均匀配成溶液A，用硫酸溶液调节pH值为7，加入TiCl4水溶液，水热反应得到沉淀物，沉淀物经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到催化剂介孔载体即Ti-MCM-41分子筛；其中硅酸钠和模板剂的质量比为3.0:1，模板剂为十六烷基三甲基溴化铵，溶液A中硅酸钠的浓度为0.5mol/L，TiCl4水溶液中TiCl4的质量浓度为10%，TiCl4溶液与溶液A的体积比为1/4，水热反应温度为140℃，反应时间为3h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为4h；
（2）负载型催化剂的制备：将铂盐、助催化剂金属的硝酸盐溶解于水中得到浸渍液，将步骤（1）所得催化剂介孔载体加入到浸渍液中并在搅拌条件下干燥、焙烧；其中助催化剂金属的硝酸盐为硝酸锰，铂盐与硝酸盐的质量比为0.0476:1，浸渍液中铂盐的浓度为0.03mol/L，干燥为在温度60℃下低温干燥4h，然后在温度70℃下干燥1h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h；
（3）在温度为350℃条件下，将步骤（2）所得产物置于H2S和H2的混合气体中反应4h即得耐硫性催化燃烧催化剂，其中混合气体中H2S与H2的体积比为3:17；
催化剂的催化活性测试：称取80 mg(40~60目)的催化剂放入固定床石英管反应器中进行催化剂性能测试，用CO和SO2模拟工业废气(SO2含量为0.5%)，活性测试温度从90℃到150℃，测试结果如表1所示，从表1可知，本实施例制备的催化剂的催化活性较好，CO在温度为120℃时的转化率达到74%，在温度为150℃时的转化率达到91%，在温度为200℃时的转化率达到99%。
实施例2：本实施例耐硫性催化燃烧催化剂，由以下重量百分比的组成物制得：载体93.1%、活性组分0.4%、余量为助催化剂；其中载体为Ti-MCM-41，活性组分为Pt和PtS2，助催化剂为Co2O3；以重量百分数计，Ti-MCM-41分子筛中Ti的含量为2%，Si的含量为98%；
一种耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）介孔载体的制备：将硅酸钠和模板剂混合均匀配成溶液A，用硫酸溶液调节pH值为8，加入TiCl4水溶液，水热反应得到沉淀物，沉淀物经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到催化剂介孔载体即Ti-MCM-41分子筛；其中硅酸钠和模板剂的质量比为3.2:1，模板剂为十六烷基三甲基溴化铵，溶液A中硅酸钠的浓度为0.8mol/L，TiCl4水溶液中TiCl4的质量浓度为14%，TiCl4溶液与溶液A的体积比为1/4，水热反应温度为130℃，反应时间为4 h，焙烧温度为500℃，焙烧时间为5h；
（2）负载型催化剂的制备：将铂盐、助催化剂金属的硝酸盐溶解于水中得到浸渍液，将步骤（1）所得催化剂介孔载体加入到浸渍液中并在搅拌条件下干燥、焙烧；其中助催化剂金属的硝酸盐为硝酸钴，铂盐与硝酸盐的质量比为0.056:1，浸渍液中铂盐的浓度为0.03mol/L，干燥为在温度60℃下低温干燥4h，然后在温度70℃下干燥1h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h；
（3）在温度为350℃条件下，将步骤（2）所得产物置于H2S和H2的混合气体中反应4h即得耐硫性催化燃烧催化剂，其中混合气体中H2S与H2的体积比为3:17；
本实施例的催化剂活性测试方法同实施例1，测试结果如表1所示，从表1可知，本实施例制备的催化剂的催化活性较好，CO在温度为120℃时的转化率达到76%，在温度为150℃时的转化率达到92%，在温度为200℃时的转化率达到100%。
实施例3：本实施例耐硫性催化燃烧催化剂，由以下重量百分比的组成物制得：载体95.2%、活性组分0.35%、余量为助催化剂；其中载体为Ti-MCM-41，活性组分为Pt和PtS2，助催化剂为CeO2；以重量百分数计，所述Ti-MCM-41分子筛中Ti的含量为8%，Si的含量为92%；
一种耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）介孔载体的制备：将硅酸钠和模板剂混合均匀配成溶液A，用硫酸溶液调节pH值为9，加入TiCl4水溶液，水热反应得到沉淀物，沉淀物经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到催化剂介孔载体即Ti-MCM-41分子筛；其中硅酸钠和模板剂的质量比为3.4:1，模板剂为十六烷基三甲基溴化铵，溶液A中硅酸钠的浓度为1.0mol/L，TiCl4水溶液中TiCl4的质量浓度为16%，TiCl4溶液与溶液A的体积比为1/4，水热反应温度为150℃，反应时间为2h，焙烧温度为520℃，焙烧时间为4.6h；
（2）负载型催化剂的制备：将铂盐、助催化剂金属的硝酸盐溶解于水中得到浸渍液，将步骤（1）所得催化剂介孔载体加入到浸渍液中并在搅拌条件下干燥、焙烧；其中助催化剂金属的硝酸盐为硝酸铈，铂盐与硝酸盐的质量比为0.039:1，浸渍液中铂盐的浓度为0.03mol/L，干燥为在温度60℃下低温干燥4h，然后在温度70℃下干燥1h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h；
（3）在温度为350℃条件下，将步骤（2）所得产物置于H2S和H2的混合气体中反应4h即得耐硫性催化燃烧催化剂，其中混合气体中H2S与H2的体积比为3:17；
本实施例的催化剂活性测试方法同实施例1，测试结果如表1所示，从表1可知，本实施例制备的催化剂的催化活性较好，CO在温度为120℃时的转化率达到72.5%，在温度为150℃时的转化率达到91%，在温度为200℃时的转化率达到99%。
实施例4：本实施例耐硫性催化燃烧催化剂，由以下重量百分比的组成物制得：载体96.9%、活性组分0.5%、余量为助催化剂；其中载体为Ti-MCM-41，活性组分为Pt和PtS2，助催化剂为MnO2和Co2O3；以重量百分数计，Ti-MCM-41分子筛中Ti的含量为10%，Si的含量为90%；
一种耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）介孔载体的制备：将硅酸钠和模板剂混合均匀配成溶液A，用硫酸溶液调节pH值为10，加入TiCl4水溶液，水热反应得到沉淀物，沉淀物经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到催化剂介孔载体即Ti-MCM-41分子筛；其中硅酸钠和模板剂的质量比为3.5:1，模板剂为十六烷基三甲基溴化铵，溶液A中硅酸钠的浓度为1.2mol/L，TiCl4水溶液中TiCl4的质量浓度为18%，TiCl4溶液与溶液A的体积比为1/4，水热反应温度为135℃，反应时间为3.5h，焙烧温度为530℃，焙烧时间为4.4h；
（2）负载型催化剂的制备：将铂盐、助催化剂金属的硝酸盐溶解于水中得到浸渍液，将步骤（1）所得催化剂介孔载体加入到浸渍液中并在搅拌条件下干燥、焙烧；其中助催化剂金属的硝酸盐为硝酸锰和硝酸钴，铂盐与硝酸盐的质量比为0.043:1，浸渍液中铂盐的浓度为0.3mol/L，干燥为在温度60℃下低温干燥4h，然后在温度70℃下干燥1h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h；
（3）在温度为350℃条件下，将步骤（2）所得产物置于H2S和H2的混合气体中反应4h即得耐硫性催化燃烧催化剂，其中混合气体中H2S与H2的体积比为3:17；
本实施例的催化剂活性测试方法同实施例1，测试结果如表1所示，从表1可知，本实施例制备的催化剂的催化活性较好，CO在温度为120℃时的转化率达到80%，在温度为150℃时的转化率达到93.5%，在温度为200℃时的转化率达到100%。
实施例5：本实施例耐硫性催化燃烧催化剂，由以下重量百分比的组成物制得：载体93.7%、活性组分0.3%、余量为助催化剂；其中载体为Ti-MCM-41，活性组分为Pt和PtS2，助催化剂为MnO2和CeO2；以重量百分数计，Ti-MCM-41分子筛中Ti的含量为5%，Si的含量为95%；
一种耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）介孔载体的制备：将硅酸钠和模板剂混合均匀配成溶液A，用硫酸溶液调节pH值为7，加入TiCl4水溶液，水热反应得到沉淀物，沉淀物经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到催化剂介孔载体即Ti-MCM-41分子筛；其中硅酸钠和模板剂的质量比为3.7:1，模板剂为十六烷基三甲基溴化铵，溶液A中硅酸钠的浓度为1.4mol/L，TiCl4水溶液中TiCl4的质量浓度为22%，TiCl4溶液与溶液A的体积比为1/4，水热反应温度为145℃，反应时间为2.5h，焙烧温度为540℃，焙烧时间为4.2h；
（2）负载型催化剂的制备：将铂盐、助催化剂金属的硝酸盐溶解于水中得到浸渍液，将步骤（1）所得催化剂介孔载体加入到浸渍液中并在搅拌条件下干燥、焙烧；其中助催化剂金属的硝酸盐为硝酸锰和硝酸铈，铂盐与硝酸盐的质量比为0.036:1，浸渍液中铂盐的浓度为0.3mol/L，干燥为在温度60℃下低温干燥4h，然后在温度70℃下干燥1h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h；
（3）在温度为350℃条件下，将步骤（2）所得产物置于H2S和H2的混合气体中反应4h即得耐硫性催化燃烧催化剂，其中混合气体中H2S与H2的体积比为3:17；
本实施例的催化剂活性测试方法同实施例1，测试结果如表1所示，从表1可知，本实施例制备的催化剂的催化活性较好，CO在温度为120℃时的转化率达到78%，在温度为150℃时的转化率达到91%，在温度为200℃时的转化率达到99%。
实施例6：本实施例耐硫性催化燃烧催化剂，由以下重量百分比的组成物制得：载体93.7%、活性组分0.3%、余量为助催化剂；其中载体为Ti-MCM-41，活性组分为Pt和PtS2，助催化剂为Co2O3和CeO2；以重量百分数计，Ti-MCM-41分子筛中Ti的含量为5%，Si的含量为95%；
一种耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）介孔载体的制备：将硅酸钠和模板剂混合均匀配成溶液A，用硫酸溶液调节pH值为7，加入TiCl4水溶液，水热反应得到沉淀物，沉淀物经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到催化剂介孔载体即Ti-MCM-41分子筛；其中硅酸钠和模板剂的质量比为3.9:1，模板剂为十六烷基三甲基溴化铵，溶液A中硅酸钠的浓度为1.6mol/L，TiCl4水溶液中TiCl4的质量浓度为26%，TiCl4溶液与溶液A的体积比为1/4，水热反应温度为140℃，反应时间为3h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h；
（2）负载型催化剂的制备：将铂盐、助催化剂金属的硝酸盐溶解于水中得到浸渍液，将步骤（1）所得催化剂介孔载体加入到浸渍液中并在搅拌条件下干燥、焙烧；其中助催化剂金属的硝酸盐为硝酸钴和硝酸铈，铂盐与硝酸盐的质量比为0.038:1，浸渍液中铂盐的浓度为0.3mol/L，干燥为在温度60℃下低温干燥4h，然后在温度70℃下干燥1h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h；
（3）在温度为350℃条件下，将步骤（2）所得产物置于H2S和H2的混合气体中反应4h即得耐硫性催化燃烧催化剂，其中混合气体中H2S与H2的体积比为3:17；
本实施例的催化剂活性测试方法同实施例1，测试结果如表1所示，从表1可知，本实施例制备的催化剂的催化活性较好，CO在温度为120℃时的转化率达到79%，在温度为150℃时的转化率达到93.6%，在温度为200℃时的转化率达到100%。
实施例7：本实施例耐硫性催化燃烧催化剂，由以下重量百分比的组成物制得：载体95.8%、活性组分0.45%、余量为助催化剂；其中载体为Ti-MCM-41，活性组分为Pt和PtS2，助催化剂为MnO2、Co2O3、CeO2；以重量百分数计，Ti-MCM-41分子筛中Ti的含量为5%，Si的含量为95%；
一种耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）介孔载体的制备：将硅酸钠和模板剂混合均匀配成溶液A，用硫酸溶液调节pH值为7，加入TiCl4水溶液，水热反应得到沉淀物，沉淀物经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到催化剂介孔载体即Ti-MCM-41分子筛；其中硅酸钠和模板剂的质量比为4.0:1，模板剂为十六烷基三甲基溴化铵，溶液A中硅酸钠的浓度为2.0mol/L，TiCl4水溶液中TiCl4的质量浓度为30%，TiCl4溶液与溶液A的体积比为1/4，水热反应温度为140℃，反应时间为3h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h ；
（2）负载型催化剂的制备：将铂盐、助催化剂金属的硝酸盐溶解于水中得到浸渍液，将步骤（1）所得催化剂介孔载体加入到浸渍液中并在搅拌条件下干燥、焙烧；其中助催化剂金属的硝酸盐为硝酸锰、硝酸钴和硝酸铈，铂盐与硝酸盐的质量比为0.033:1，浸渍液中铂盐的浓度为0.3mol/L，干燥为在温度60℃下低温干燥4h，然后在温度70℃下干燥1h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h；
（3）在温度为350℃条件下，将步骤（2）所得产物置于H2S和H2的混合气体中反应4h即得耐硫性催化燃烧催化剂，其中混合气体中H2S与H2的体积比为3:17；
本实施例的催化剂活性测试方法同实施例1，测试结果如表1所示，从表1可知，本实施例制备的催化剂的催化活性较好，CO在温度为120℃时的转化率达到84%，在温度为150℃时的转化率达到94%，在温度为200℃时的转化率达到100%。
实施例8：本实施例耐硫性催化燃烧催化剂，由以下重量百分比的组成物制得：载体94.7%、活性组分0.3%、余量为助催化剂；其中载体为TS-1分子筛，活性组分为Pt和PtS2，助催化剂为MnO2；
一种耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）TS-1介孔分子筛载体的制备：将正硅酸四乙酯和太酸丁酯混合均匀得到混合液B，在搅拌条件下，滴入到四丙基氢氧化铵水溶液中得到混合液C，在温度55℃条件下，混合液C反应0.8h，然后温度75℃条件下蒸发反应1.8h，再在温度为160℃条件下水热晶化反应72h得到晶化物，过滤、洗涤、干燥、焙烧即得催化剂介孔载体，即TS-1分子筛介孔载体；其中混合液B中正硅酸四乙酯和太酸丁酯的摩尔比为1:0.01，四丙基氢氧化铵水溶液的浓度为3%，混合液B与四丙基氢氧化铵水溶液的体积比为10:1，焙烧温度为500℃，焙烧时间为8h；
（2）负载型催化剂的制备：将铂盐、助催化剂金属的硝酸盐溶解于水中得到浸渍液，将步骤（1）所得催化剂介孔载体加入到浸渍液中并在搅拌条件下干燥、焙烧；其中助催化剂金属的硝酸盐为硝酸锰，铂盐与硝酸盐的质量比为0.048:1，浸渍液中铂盐的浓度为0.3mol/L，干燥为在温度60℃下低温干燥4h，然后在温度70℃下干燥1h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h；
（3）在温度为350℃条件下，将步骤（2）所得产物置于H2S和H2的混合气体中反应4h即得耐硫性催化燃烧催化剂，其中混合气体中H2S与H2的体积比为3:17；
本实施例的催化剂活性测试方法同实施例1，测试结果如表1所示，从表1可知，本实施例制备的催化剂的催化活性较好，CO在温度为120℃时的转化率达到71%，在温度为150℃时的转化率达到88.4%，在温度为200℃时的转化率达到96%。
实施例9：本实施例耐硫性催化燃烧催化剂，由以下重量百分比的组成物制得：载体94.7%、活性组分0.3%、余量为助催化剂；其中载体为TS-1分子筛，活性组分为Pt和PtS2，助催化剂为Co2O3；
一种耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）TS-1分子筛介孔载体的制备：将正硅酸四乙酯和太酸丁酯混合均匀得到混合液B，在搅拌条件下，滴入到四丙基氢氧化铵水溶液中得到混合液C，在温度50℃条件下，混合液C反应1 h，然后温度70℃条件下蒸发反应2 h，再在温度为165℃条件下水热晶化反应60h得到晶化物，过滤、洗涤、干燥、焙烧即得催化剂介孔载体，即TS-1分子筛介孔载体；其中混合液B中正硅酸四乙酯和太酸丁酯的摩尔比为1:0.03，四丙基氢氧化铵水溶液的浓度为8%，混合液B与四丙基氢氧化铵水溶液的体积比为10.5:1，焙烧温度为550℃，焙烧时间为6h；
（2）负载型催化剂的制备：将铂盐、助催化剂金属的硝酸盐溶解于水中得到浸渍液，将步骤（1）所得催化剂介孔载体加入到浸渍液中并在搅拌条件下干燥、焙烧；其中助催化剂金属的硝酸盐为硝酸钴，铂盐与硝酸盐的质量比为0.056:1，浸渍液中铂盐的浓度为0.3mol/L，干燥为在温度60℃下低温干燥4h，然后在温度70℃下干燥1h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为6h；
（3）在温度为350℃条件下，将步骤（2）所得产物置于H2S和H2的混合气体中反应4h即得耐硫性催化燃烧催化剂，其中混合气体中H2S与H2的体积比为3:17；
本实施例的催化剂活性测试方法同实施例1，测试结果如表1所示，从表1可知，本实施例制备的催化剂的催化活性较好，CO在温度为120℃时的转化率达到72.5%，在温度为150℃时的转化率达到89%，在温度为200℃时的转化率达到97.5%。
实施例10：本实施例耐硫性催化燃烧催化剂，由以下重量百分比的组成物制得：载体94.7%、活性组分0.3%、余量为助催化剂；其中载体为TS-1分子筛，活性组分为Pt和PtS2，助催化剂为CeO2；
一种耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）TS-1分子筛介孔载体的制备：将正硅酸四乙酯和太酸丁酯混合均匀得到混合液B，在搅拌条件下，滴入到四丙基氢氧化铵水溶液中得到混合液C，在温度60℃条件下，混合液C反应0.5h，然后温度80℃条件下蒸发反应1.5h，再在温度为170℃条件下水热晶化反应48h得到晶化物，过滤、洗涤、干燥、焙烧即得催化剂介孔载体，即TS-1介孔分子筛载体；其中混合液B中正硅酸四乙酯和太酸丁酯的摩尔比为1:0.05，四丙基氢氧化铵水溶液的浓度为15%，混合液B与四丙基氢氧化铵水溶液的体积比为10:1，焙烧温度为550℃，焙烧时间为6h；
（2）负载型催化剂的制备：将铂盐、助催化剂金属的硝酸盐溶解于水中得到浸渍液，将步骤（1）所得催化剂介孔载体加入到浸渍液中并在搅拌条件下干燥、焙烧；其中助催化剂金属的硝酸盐为硝酸铈，铂盐与硝酸盐的质量比为0.039:1，浸渍液中铂盐的浓度为0.3mol/L，干燥为在温度60℃下低温干燥4h，然后在温度70℃下干燥1h，焙烧温度为520℃，焙烧时间为7h；
（3）在温度为350℃条件下，将步骤（2）所得产物置于H2S和H2的混合气体中反应4h即得耐硫低热值的燃烧催化剂，其中混合气体中H2S与H2的体积比为3:17；
本实施例的催化剂活性测试方法同实施例1，测试结果如表1所示，从表1可知，本实施例制备的催化剂的催化活性较好，CO在温度为120℃时的转化率达到69%，在温度为150℃时的转化率达到88%，在温度为200℃时的转化率达到96.5%。
实施例11：本实施例耐硫性催化燃烧催化剂，由以下重量百分比的组成物制得：载体94.99%、活性组分0.01%；其中载体为Ti-MCM-41，活性组分为Pt和PtS2，助剂为Co2O3；以重量百分数计，Ti-MCM-41分子筛中Ti的含量为5%，Si的含量为95%；
一种耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）Ti-MCM-41介孔载体的制备：将硅酸钠和模板剂混合均匀配成溶液A，用硫酸溶液调节pH值为7，加入TiCl4水溶液，水热反应得到沉淀物，沉淀物经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到催化剂介孔载体即Ti-MCM-41分子筛；其中硅酸钠和模板剂的质量比为3:1，模板剂为十六烷基三甲基溴化铵，溶液A中硅酸钠的浓度为0.5mol/L，TiCl4水溶液中TiCl4的质量浓度为30%，TiCl4溶液与溶液A的体积比为1/4，水热反应温度为140℃，反应时间为3h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h；
（2）负载型催化剂的制备：将铂盐、助催化剂金属的硝酸盐溶解于水中得到浸渍液，将步骤（1）所得催化剂介孔载体加入到浸渍液中并在搅拌条件下干燥、焙烧；其中助催化剂金属的硝酸盐为硝酸钴，铂盐与硝酸盐的质量比为0.033:1，浸渍液中铂盐的浓度为0.001mol/L，干燥为在温度60℃下低温干燥4h，然后在温度70℃下干燥1h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h；
（3）在温度为350℃条件下，将步骤（2）所得产物置于H2S和H2的混合气体中反应4h即得耐硫性催化燃烧催化剂，其中混合气体中H2S与H2的体积比为3:17；
本实施例的催化剂活性测试方法同实施例1，测试结果如表1所示，从表1可知，本实施例制备的催化剂的催化活性较好，CO在温度为120℃时的转化率达到70.5%，在温度为150℃时的转化率达到86%，在温度为200℃时的转化率达到93.5%。
实施例12：本实施例耐硫性催化燃烧催化剂，由以下重量百分比的组成物制得：载体94.75%、活性组分0.25%、余量为助催化剂；其中载体为Ti-MCM-41，活性组分为Pt和PtS2，助剂为Co2O3；以重量百分数计，Ti-MCM-41分子筛中Ti的含量为5%，Si的含量为95%；
一种耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）Ti-MCM-41介孔载体的制备：将硅酸钠和模板剂混合均匀配成溶液A，用硫酸溶液调节pH值为7，加入TiCl4水溶液，水热反应得到沉淀物，沉淀物经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到催化剂介孔载体即Ti-MCM-41分子筛；其中硅酸钠和模板剂的质量比为3:1，模板剂为十六烷基三甲基溴化铵，溶液A中硅酸钠的浓度为0.5mol/L，TiCl4水溶液中TiCl4的质量浓度为20%，TiCl4溶液与溶液A的体积比为1/4，水热反应温度为140℃，反应时间为3h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h；
（2）负载型催化剂的制备：将铂盐、助催化剂金属的硝酸盐溶解于水中得到浸渍液，将步骤（1）所得催化剂介孔载体加入到浸渍液中并在搅拌条件下干燥、焙烧；其中助催化剂金属的硝酸盐为硝酸钴，铂盐与硝酸盐的质量比为0.046:1，浸渍液中铂盐的浓度为0.025mol/L，干燥为在温度60℃下低温干燥4h，然后在温度70℃下干燥1h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h；
（3）在温度为350℃条件下，将步骤（2）所得产物置于H2S和H2的混合气体中反应4h即得耐硫性催化燃烧催化剂，其中混合气体中H2S与H2的体积比为3:17；
本实施例的催化剂活性测试方法同实施例1，测试结果如表1所示，从表1可知，本实施例制备的催化剂的催化活性较好，CO在温度为120℃时的转化率达到74%，在温度为150℃时的转化率达到90%，在温度为200℃时的转化率达到98%。
实施例13：本实施例耐硫性催化燃烧催化剂，由以下重量百分比的组成物制得：载体94.95%、活性组分0.5%；其中载体为Ti-MCM-41，活性组分为Pt和PtS2，助剂为Co2O3；以重量百分数计，Ti-MCM-41分子筛中Ti的含量为5%，Si的含量为95%；
一种耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，具体步骤如下：
（1）Ti-MCM-41介孔载体的制备：将硅酸钠和模板剂混合均匀配成溶液A，用硫酸溶液调节pH值为7，加入TiCl4水溶液，水热反应得到沉淀物，沉淀物经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到催化剂介孔载体即Ti-MCM-41分子筛；其中硅酸钠和模板剂的质量比为3:1，模板剂为十六烷基三甲基溴化铵，溶液A中硅酸钠的浓度为0.5mol/L，TiCl4水溶液中TiCl4的质量浓度为10%，TiCl4溶液与溶液A的体积比为1/4，水热反应温度为140℃，反应时间为3h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h ；
（2）负载型催化剂的制备：将铂盐、助催化剂金属的硝酸盐溶解于水中得到浸渍液，将步骤（1）所得催化剂介孔载体加入到浸渍液中并在搅拌条件下干燥、焙烧；其中助催化剂金属的硝酸盐为硝酸钴，铂盐与硝酸盐的质量比为0.056:1，浸渍液中铂盐的浓度为0.05mol/L，干燥为在温度60℃下低温干燥4h，然后在温度70℃下干燥1h，焙烧温度为550℃，焙烧时间为5h；
（3）在温度为350℃条件下，将步骤（2）所得产物置于H2S和H2的混合气体中反应4h即得耐硫性催化燃烧催化剂，其中混合气体中H2S与H2的体积比为3:17；
本实施例的催化剂活性测试方法同实施例1，测试结果如表1所示，
表1 催化剂的催化活性测试
从表1可知，本实施例制备的催化剂的催化活性较好，CO在温度为120℃时的转化率达到79%，在温度为150℃时的转化率达到93%，在温度为200℃时的转化率达到99%。

Claims (7)

1.一种耐硫性催化燃烧催化剂，其特征在于，由以下重量百分比的组成物制得：载体93%~97%、活性组分0.01%~0.5%、余量为助催化剂；其中载体为Ti-MCM-41或TS-1分子筛，活性组分为Pt和PtS2，助催化剂为MnO2、Co2O3、CeO2的一种或任意比多种。
2.根据权利要求1所述耐硫性催化燃烧催化剂，其特征在于：以重量百分数计，Ti-MCM-41分子筛中Ti的含量为2~10%，Si的含量为90~98%。
3.权利要求1所述耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）Ti-MCM-41介孔分子筛载体的制备：将硅酸钠和模板剂溶解于水中配成溶液A，用硫酸溶液调节pH值至7~10，加入TiCl4水溶液，水热反应得到沉淀物，沉淀物经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到Ti-MCM-41介孔分子筛载体；
（2）TS-1介孔分子筛载体的制备：将正硅酸四乙酯和钛酸丁酯混合均匀得到混合液B，在搅拌条件下，滴入到四丙基氢氧化铵水溶液中得到混合液C，在温度50~60℃条件下，混合液C反应0.5~1 h，然后在温度70~80℃条件下蒸发反应1.5~2 h，再在温度为160~170℃条件下水热晶化反应48~72h得到晶化物，过滤、洗涤、干燥、焙烧即得TS-1介孔分子筛载体；
（3）负载型催化剂的制备：将铂盐、助催化剂金属的硝酸盐溶解于水中得到浸渍液，将步骤（1）所得Ti-MCM-41介孔分子筛载体或步骤（2）所得TS-1介孔分子筛载体加入到浸渍液中并在搅拌条件下干燥、焙烧；
（4）在温度为300~400℃条件下，将步骤（3）所得产物置于H2S和H2的混合气体中反应4~5h即得耐硫性催化燃烧催化剂。
4.根据权利要求3所述耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中硅酸钠和模板剂的质量比为3~4:1，模板剂为十六烷基三甲基溴化铵，溶液A中硅酸钠的浓度为0.5~2mol/L，TiCl4水溶液中TiCl4的质量浓度为10~30%，TiCl4水溶液与溶液A的体积比为1/4，水热反应温度为130~150℃，反应时间为2~4 h，焙烧温度为500~550℃，焙烧时间为4~5h。
5.根据权利要求3所述耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）混合液B中正硅酸四乙酯和钛酸丁酯的摩尔比为1:(0.01~0.05)，四丙基氢氧化铵水溶液的浓度为3~15%，混合液B与四丙基氢氧化铵水溶液的体积比为(10~11):1，焙烧温度为500~550℃，焙烧时间为6~8h。
6.根据权利要求3所述耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中助催化剂金属的硝酸盐为硝酸锰、硝酸钴、硝酸铈的一种或任意比多种，铂盐与硝酸盐的质量比为0.033~0.056，浸渍液中铂盐的浓度为0.001~0.05mol/L，干燥为在温度50~60℃下低温干燥4~5 h，然后在温度60~70℃下干燥1~1.5 h，焙烧温度为500~550℃，焙烧时间为4~5h。
7.根据权利要求3所述耐硫性催化燃烧催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中混合气体中H2S与H2的体积比为3:17。
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