CN108043398A - 一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂及其制备方法 - Google Patents

一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂及其制备方法，该催化剂使用以硅钛复合氧化物修饰的铈锆固溶体为基础载体，通过浸渍方法担载以乙二醇还原法合成的贵金属颗粒，最终制备得到VOCs催化氧化催化剂。本发明制备得到的复合催化剂具有对VOCs较好的催化活性，能够耐受高温冲击及具有较好的耐硫性等优点。

Description

一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及催化剂制备技术领域，具体为一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂及其制备方法。
背景技术
挥发性有机物VOCs对环境造成越来越严重的破坏，对人类健康带来愈发严重的损害。催化燃烧法能将VOCs在较低温度下进行无焰燃烧，并最终转化为CO2和H2O等无害物质，是目前较为安全、应用最广泛的VOCs净化技术。目前，VOCs处理用催化剂主要采用贵金属（Pd、Pt、Ru等）作为活性组分，工业废气中不可避免的存在SO2、H2S等含硫物质，对贵金属催化剂的耐硫稳定性提出了更高的要求。
CeZr固溶体中因具有独特的晶体结构，具有较强的储氧能力和热稳定性，是一种优良的载体，但其抗硫中毒性能还需持续提高。专利CN 201510865765制备了一种具有抗硫性能的铈锆复合氧化物负载钙钛矿型催化剂，其以添加贵金属的 La1-xSrxMnO3钙钛矿为活性组分，使催化剂在催化燃烧 VOCs 过程中达到较高的催化剂反应活性，并且具有较强的抗硫中毒性能。专利CN 201710173819提供了一种粒径可为300 nm，壳层厚度为30 nm的具备核壳结构的脱硝催化剂，具体为先采用水热法合成四氧化三铁粒子，然后加入硅钛源形成Fe2O3@m-SiTi结构催化剂，具有耐氯耐硫中毒、耐高空速的突出性效果。上述制备方法采用水热法仍制约了其规模化生产应用。探寻简便方法制备高稳定性且良好耐硫特性的催化剂仍是当前亟需解决的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂,首先使用含有Si源、Ti源的乙醇溶液加入到CeZr固溶体上，合成经SiTi修饰的CeZr载体。随后将通过乙二醇还原法制备得到的纳米金属颗粒负载其上，最终得到耐高温抗硫型的VOCs催化氧化催化剂。
优选的，其制备方法包括以下步骤：
A、称取一定量的CeZr粉体加入乙醇和氨水，搅拌得到混合液A；
B、剧烈搅拌条件下，在上述混合液中滴加混合液B，得混合液C；所述混合液B为含有Si源、Ti源的的乙醇溶液； CeZr、Si、Ti的原子比为(60-95):(3-25):(2-15)；
C、混合液C搅拌1小时后升温到80℃老化2小时，得到包裹的CeZr@SiTi浆料，经抽滤后，直接将滤饼进行110℃烘干，然后研磨成粉，得到粉体CeZr@SiTi；
D、将得到CeZr@SiTi粉体和一定质量的贵金属盐加入到乙二醇中，搅拌1小时后调整pH值到13，然后升温至145℃搅拌5小时，冷却至室温，然后用盐酸调整溶液的pH为2，再搅拌12小时，使贵金属颗粒负载在CeZr@SiTi粉体，得到M/CeZr@SiTi浆料；
E、将冷却好的浆料进行抽滤，多次水洗后去除氯离子及钠离子，经抽滤、烘干后在400-700℃焙烧2-6H即得最终催化剂。
优选的，所述步骤B中Si源可为四乙基硅烷、四甲基硅烷、十六烷基三甲基硅烷或硅酸四乙酯中的一种；Ti源为钛酸四丁酯。
优选的，所述步骤D中贵金属盐采用氯铂酸、氯钯酸、氯金酸、氯铑酸、氯化钌中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种简便的以SiTi修饰CeZr为载体，贵金属纳米颗粒为主催化活性单元的催化剂，该催化剂具有良好的VOCs催化分解能力，及耐高温抗硫中毒能力；本发明方法利用Ti源、Si源水解作用在CeZr载体上原位生成SiTi复合物，通过简便的浸渍方法负载纳米颗粒，制备方法简单易行，便于实际规模化应用；所制催化剂在高温冲击下能够保持很好的催化稳定性，具有良好的耐硫特性；此外，在低起燃温度下对酯类等VOCs具有较高的催化氧化分解能力。
附图说明
图1为本发明催化剂结构示意图；
图2为本发明抗硫测试前，催化剂对乙酸乙酯99%的转换温度曲线图；
图3为本发明抗硫测试后，对乙酯乙酯99%转化所需温度曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂,首先使用含有Si源、Ti源的乙醇溶液加入到CeZr固溶体上，合成经SiTi修饰的CeZr载体。随后将通过乙二醇还原法制备得到的纳米金属颗粒负载其上，最终得到耐高温抗硫型的VOCs催化氧化催化剂。
实施例一：
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、称取一定量的CeZr粉体加入乙醇和氨水，搅拌得到混合液A；
B、剧烈搅拌条件下，在上述混合液中滴加混合液B，得混合液C；所述混合液B为含有Si源、Ti源的的乙醇溶液； CeZr、Si、Ti的原子比为60：3：2；
C、混合液C搅拌1小时后升温到80℃老化2小时，得到包裹的CeZr@SiTi浆料，经抽滤后，直接将滤饼进行110℃烘干，然后研磨成粉，得到粉体CeZr@SiTi；
D、将得到CeZr@SiTi粉体和一定质量的贵金属盐加入到乙二醇中，搅拌1小时后调整pH值到13，然后升温至145℃搅拌5小时，冷却至室温，然后用盐酸调整溶液的pH为2，再搅拌12小时，使铂颗粒负载在CeZr@SiTi粉体，得到Pt/CeZr@SiTi浆料；
E、将冷却好的浆料进行抽滤，多次水洗后去除氯离子及钠离子，经抽滤、烘干后在400℃焙烧2H即得最终催化剂。
本实施例中，步骤B中Si源可为四乙基硅烷；Ti源为钛酸四丁酯。
本实施例中，步骤D中贵金属盐采用氯铂酸。
实施例二：
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、称取一定量的CeZr粉体加入乙醇和氨水，搅拌得到混合液A；
B、剧烈搅拌条件下，在上述混合液中滴加混合液B，得混合液C；所述混合液B为含有Si源、Ti源的的乙醇溶液； CeZr、Si、Ti的原子比为95： 25： 15；
C、混合液C搅拌1小时后升温到80℃老化2小时，得到包裹的CeZr@SiTi浆料，经抽滤后，直接将滤饼进行110℃烘干，然后研磨成粉，得到粉体CeZr@SiTi；
D、将得到CeZr@SiTi粉体和一定质量的贵金属盐加入到乙二醇中，搅拌1小时后调整pH值到13，然后升温至145℃搅拌5小时，冷却至室温，然后用盐酸调整溶液的pH为2，再搅拌12小时，使铑颗粒负载在CeZr@SiTi粉体，得到Rh/CeZr@SiTi浆料；
E、将冷却好的浆料进行抽滤，多次水洗后去除氯离子及钠离子，经抽滤、烘干后在700℃焙烧6H即得最终催化剂。
本实施例中，步骤B中Si源可为十六烷基三甲基硅烷；Ti源为钛酸四丁酯。
本实施例中，步骤D中贵金属盐采用氯铑酸。
实施例三：
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、称取一定量的CeZr粉体加入乙醇和氨水，搅拌得到混合液A；
B、剧烈搅拌条件下，在上述混合液中滴加混合液B，得混合液C；所述混合液B为含有Si源、Ti源的的乙醇溶液； CeZr、Si、Ti的原子比为70：14：9；
C、混合液C搅拌1小时后升温到80℃老化2小时，得到包裹的CeZr@SiTi浆料，经抽滤后，直接将滤饼进行110℃烘干，然后研磨成粉，得到粉体CeZr@SiTi；
D、将得到CeZr@SiTi粉体和一定质量的贵金属盐加入到乙二醇中，搅拌1小时后调整pH值到13，然后升温至145℃搅拌5小时，冷却至室温，然后用盐酸调整溶液的pH为2，再搅拌12小时，使钯颗粒负载在CeZr@SiTi粉体，得到Pd/CeZr@SiTi浆料；
E、将冷却好的浆料进行抽滤，多次水洗后去除氯离子及钠离子，经抽滤、烘干后在550℃焙烧4H即得最终催化剂。
本实施例中，步骤B中Si源可为四甲基硅烷；Ti源为钛酸四丁酯。
本实施例中，步骤D中贵金属盐采用氯钯酸。
本发明制得的催化剂抗硫测试前，乙酸乙酯99%的转换温度240℃；通1000ppm SO2温度240℃测试100h后，乙酸乙酯99%的转换温度260℃；通1000ppm CS2 温度240℃测试100h后，乙酸乙酯99%的转换温度245℃。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂,其特征在于：首先使用含有Si源、Ti源的乙醇溶液加入到CeZr固溶体上，合成经SiTi修饰的CeZr载体。
2.随后将通过乙二醇还原法制备得到的纳米金属颗粒负载其上，最终得到耐高温抗硫型的VOCs催化氧化催化剂。
3.实现权利要求1所述的一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂的制备方法，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：
A、称取一定量的CeZr粉体加入乙醇和氨水，搅拌得到混合液A；
B、剧烈搅拌条件下，在上述混合液中滴加混合液B，得混合液C；所述混合液B为含有Si源、Ti源的的乙醇溶液； CeZr、Si、Ti的原子比为(60-95):(3-25):(2-15)；
C、混合液C搅拌1小时后升温到80℃老化2小时，得到包裹的CeZr@SiTi浆料，经抽滤后，直接将滤饼进行110℃烘干，然后研磨成粉，得到粉体CeZr@SiTi；
D、将得到CeZr@SiTi粉体和一定质量的贵金属盐加入到乙二醇中，搅拌1小时后调整pH值到13，然后升温至145℃搅拌5小时，冷却至室温，然后用盐酸调整溶液的pH为2，再搅拌12小时，使贵金属颗粒负载在CeZr@SiTi粉体上，得到M/CeZr@SiTi浆料；
E、将冷却好的浆料进行抽滤，多次水洗后去除氯离子及钠离子，经抽滤、烘干后在400-700℃焙烧2-6H即得最终催化剂。
4.根据权利要求2所述的一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤B中Si源可为四乙基硅烷、四甲基硅烷、十六烷基三甲基硅烷或硅酸四乙酯中的一种；Ti源为钛酸四丁酯。
5.根据权利要求2所述的一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤D中贵金属盐采用氯铂酸、氯钯酸、氯金酸、氯铑酸、氯化钌中的一种或几种。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108671940A (zh) * 2018-05-21 2018-10-19 绍兴文理学院 AlNi-PILC材料负载PdOx纳米晶催化剂的制备方法及应用
CN108889309A (zh) * 2018-07-26 2018-11-27 深圳市创智成功科技有限公司 单次涂覆的多元组分催化剂及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105032415A (zh) * 2015-05-08 2015-11-11 湖南凯美达环保科技有限公司 机动车尾气催化剂及其制备方法和使用方法
CN106799237A (zh) * 2017-02-13 2017-06-06 安徽新态环保科技有限公司 一种吸音汽车三元催化器催化剂
CN106902823A (zh) * 2017-03-22 2017-06-30 中国人民大学 一种耐氯耐硫中毒的核壳结构脱硝催化剂及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105032415A (zh) * 2015-05-08 2015-11-11 湖南凯美达环保科技有限公司 机动车尾气催化剂及其制备方法和使用方法
CN106799237A (zh) * 2017-02-13 2017-06-06 安徽新态环保科技有限公司 一种吸音汽车三元催化器催化剂
CN106902823A (zh) * 2017-03-22 2017-06-30 中国人民大学 一种耐氯耐硫中毒的核壳结构脱硝催化剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
付慧静等: "铈锆固溶体对贵金属整体样催化剂氧化性能的影响", 《贵金属》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108671940A (zh) * 2018-05-21 2018-10-19 绍兴文理学院 AlNi-PILC材料负载PdOx纳米晶催化剂的制备方法及应用
CN108889309A (zh) * 2018-07-26 2018-11-27 深圳市创智成功科技有限公司 单次涂覆的多元组分催化剂及其制备方法

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