專利名稱：凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑及其制備方法，屬于催化燃燒方法凈化工業(yè)廢氣的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
有機(jī)廢氣是指常溫下飽和蒸汽壓大于70Pa、常壓下沸點(diǎn)在260°C以內(nèi)的有機(jī)化合物,其主要生產(chǎn)于化工和石油廢氣行業(yè),石油、化工產(chǎn)品儲(chǔ)罐氣，印刷和油漆生產(chǎn)廢氣,萃取廢氣、木材干餾廢氣及制藥廠廢氣等。這些易揮發(fā)性有機(jī)廢氣對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，危害人體健康，必須要對(duì)其進(jìn)行凈化處理。
目前，有機(jī)廢氣的處理的技術(shù)路線主要為焚燒，這其中又分為直接燃燒和催化燃燒兩種，但是直接燃燒所遇到的能耗高、處理不完全等問題使其在實(shí)際工程中較少采用，催化燃燒去除效率高、操作方便易行，是目前較為常用的方法?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外催化燃燒法所用的催化劑主要分為貴金屬型與復(fù)合氧化物型兩種，貴金屬型催化劑由貴金屬Pt、Pd等制成，此類催化劑催化活性好、壽命長(zhǎng)；復(fù)合金屬氧化物型催化劑主要是Cu、Mn等的金屬氧化物，該類催化劑價(jià)格低廉，在一定條件下可達(dá)到貴金屬催化劑的效果，可該類催化劑卻存在耐久性差這一明顯缺點(diǎn)，這也使得該類催化劑實(shí)際使用受到了限制。同時(shí)在實(shí)際使用過程中，VOCs廢氣排放法規(guī)不斷加嚴(yán)，未經(jīng)過催化劑的初始排放廢氣的污染物含量也不斷降低，這就要求催化劑在更低的廢氣濃度下依然能夠具有較高的轉(zhuǎn)化效率。并且，從工程實(shí)際安裝及催化劑整體價(jià)格方面來考慮，需要催化劑能夠在更高空速下保持好的催化活性。因此，如何能夠制備出高催化活性、高壽命、低成本的適合高空速、低濃度有機(jī)廢氣的催化劑，這是目前工業(yè)催化領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有有機(jī)廢氣催化劑的不足之處，提供一種能夠高溫老化后依然具有高活性，高比表面的新型的處理有機(jī)廢氣的蜂窩陶瓷狀催化劑。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑，按重量份計(jì)配方如下以堇青石蜂窩陶瓷為載體涂覆涂層漿液；涂層漿液中含￥-氧化鋁8 16份、鈰鋯共熔體的混合物Γ8份、鈰的可溶性鹽3(Γ50份、去離子水25 45份和貴金屬的鹽溶液。所述鈰鋯共熔體中鈰與鋯摩爾比為3 I。所述鈰的可溶性鹽為硝酸鈰。所述貴金屬的鹽溶液為鈀和/或鉬的硝酸鹽或氯化鹽。所述凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑的制備方法，按重量份計(jì)步驟如下(I)涂層漿液的制備取Y-氧化鋁8 16份、鈰鋯共熔體的混合物Γ8份、鈰的可溶性鹽3(Γ50份和去離子水25 45份，分別稱取后混合；使用球磨機(jī)攪拌或用高速剪切分散機(jī)以分散工藝處理漿液得到漿液；取貴金屬的鹽溶液，溶解于制得的漿液中，充分?jǐn)嚢枞芙?，配置成貴金屬濃度為O. 5^20mol/L的涂層漿液；
(2)涂覆烘干取堇青石蜂窩陶瓷為載體，浸泡于步驟(I)所得涂層漿液中，停留Hs，以l(Tl50mm/S的速度取出；將取出的堇青石蜂窩陶瓷于10(T30(TC下烘干20 60min ；(3)重復(fù)和焙燒重復(fù)步驟(2)，直至涂覆到堇青石蜂窩陶瓷載體上的涂層量達(dá)到ll(Tl20g/L ;將涂覆烘干完畢的堇青石蜂窩陶瓷載體置于30(T70(TC焙燒6(Tl20min，即得產(chǎn)品凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑。所述堇青石蜂窩陶瓷載體為50 600目。 步驟(I)所述涂層漿液D90，即顆粒數(shù)量的90%的粒徑小于30 μ m。所述產(chǎn)品所述凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑上貴金屬的涂覆量為O. 01-15g/L0本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明制備的催化劑以陶瓷蜂窩載體為骨架，陶瓷蜂窩的氣阻小，強(qiáng)度高，會(huì)使排氣氣流與涂層表面接觸時(shí)間延長(zhǎng)；在載體表面涂覆的涂層中含有Pd，Pt中一種或兩種，其負(fù)載在高比表面積的氧化鋁上，在催化劑制備過程中使用了稀土硝酸鹽和/或有機(jī)酸作為貴金屬活性組分的分散劑，極大的提高了催化劑的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了催化劑的壽命。


圖I處理有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑實(shí)物圖。圖2實(shí)施例I催化劑混合氣體活性評(píng)價(jià)床層溫度測(cè)試結(jié)果。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例中Y-氧化鋁可以購(gòu)自蘇州華威精細(xì)化工有限公司，鈰鋯共熔體可以購(gòu)自蘇州華威精細(xì)化工有限公司，堇青石蜂窩陶瓷可以購(gòu)自宜興王子制陶有限公司。實(shí)施例I凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑Al陶瓷蜂窩狀載體選用50目，外型100mm*100mm*IOOmm的正方體；(I)涂層漿液的制備稱取去離子水3500克，在其中加入氧化鋁1200克，600克鈰錯(cuò)復(fù)合氧化物(鋪與錯(cuò)摩爾比為3 :1),400克硝酸鋪,攪拌均勻，至硝酸鹽完全溶解,使用球磨機(jī)將漿液球磨粒徑D90小于20微米，在攪拌的過程中滴加含鈀15%的硝酸鈀即制得涂層用漿液；(2)涂覆烘干將長(zhǎng)軸100mm，寬軸100mm，高100mm，體積IL的300目堇青石蜂窩
陶瓷載體稱重后，浸泡于步驟(I)所得涂層漿液中，停留Hs，以l(Tl50mm/S的速度取出；將取出的堇青石蜂窩陶瓷于200°C下烘40min，將其中80%以上的水分烘干；(3)重復(fù)和焙燒重復(fù)步驟(2)，直至涂覆到堇青石蜂窩陶瓷載體上的涂層量達(dá)到120g/L;用空氣刀將載體表面多余的漿液吹走，將載體吹通，將涂覆烘干完畢的堇青石蜂窩陶瓷載體置于500°C的馬弗爐中焙燒85min，然后取出稱重。涂層的涂覆量為120g/L，鈀的涂覆量為I. 061g/L。催化劑活性評(píng)價(jià)與床層溫度測(cè)試結(jié)果見圖2與表I?；钚詼y(cè)試方法如下測(cè)試條件色譜柱，ST-30-2，檢測(cè)器(FID)溫度105°C ;柱箱溫度120°C ;柱前壓O. IMpa ;進(jìn)樣方式六通閥進(jìn)樣(帶Iml定量管)
氣氛條件甲苯320ppm甲醒250ppm, 二甲苯200ppm平衡氣空氣。測(cè)試不同溫度下廢氣的轉(zhuǎn)化率。實(shí)施例2凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑A2具體制備方法與本部分實(shí)例I基本相同，不同之處在于載體目數(shù)為100目。催化劑活性評(píng)價(jià)與床層溫度測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例3凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑A3具體制備方法與本部分實(shí)例I基本相同，不同之處在于載體目數(shù)為200目。催化劑活性評(píng)價(jià)與床層溫度測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例4凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑A4
具體制備方法與本部分實(shí)例I基本相同，不同之處在于載體目數(shù)達(dá)到600目。催化劑活性評(píng)價(jià)與床層溫度測(cè)試結(jié)果見表I。表I實(shí)施例f 4催化劑活性評(píng)價(jià)與床層溫度測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
1.凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑，其特征是按重量份計(jì)配方如下以堇青石蜂窩陶瓷為載體涂覆涂層漿液；涂層漿液中含Y -氧化鋁8 16份、份鈰鋯共熔體的混合物4 8份、鈰的可溶性鹽3(T50份、去離子水25 45份和貴金屬的鹽溶液。
2.如權(quán)利要求I所述凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑，其特征是所述鈰鋯共熔體中鋪與錯(cuò)摩爾比為3 I。
3.如權(quán)利要求I所述凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑，其特征是所述鈰的可溶性鹽為硝酸鋪。
4.如權(quán)利要求I所述凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑，其特征是所述貴金屬的鹽溶液為鈀和/或鉬的硝酸鹽或氯化鹽。
5.權(quán)利要求I所述凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑的制備方法，其特征是按重量份計(jì)步驟如下 (1)涂層漿液的制備取Y-氧化鋁8 16份、鈰鋯共熔體的混合物41份、鈰的可溶性鹽3(T50份和去離子水25 45份，分別稱取后混合；使用球磨機(jī)攪拌或用高速剪切分散機(jī)以分散工藝處理漿液得到漿液；取貴金屬的鹽溶液，溶解于制得的漿液中，充分?jǐn)嚢枞芙?，配置成貴金屬濃度為0. 5^20mol/L的涂層漿液； (2)涂覆烘干取堇青石蜂窩陶瓷為載體，浸泡于步驟(I)所得涂層漿液中，停留Hs，以l(Tl50mm/S的速度取出；將取出的堇青石蜂窩陶瓷于10(T30(TC下烘干2(T60min ； (3)重復(fù)和焙燒重復(fù)步驟(2)，直至涂覆到堇青石蜂窩陶瓷載體上的涂層量達(dá)到Il(Tl20g/L;用空氣刀將載體表面多余的漿液吹走，將載體吹通，將涂覆烘干完畢的堇青石蜂窩陶瓷載體置于30(T70(TC焙燒6(Tl20min，即得產(chǎn)品凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑。
6.如權(quán)利要求6所述凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑的制備方法，其特征是所述堇青石蜂窩陶瓷載體為50飛00目。
7.如權(quán)利要求6所述凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑的制備方法，其特征是步驟(I)所述涂層漿液D90，即顆粒數(shù)量的90 %的粒徑小于30 u m。
8.如權(quán)利要求6所述凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑的制備方法，其特征是所述產(chǎn)品所述凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑上貴金屬的涂覆量為0. 01-15g/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種凈化有機(jī)廢氣的陶瓷蜂窩狀催化劑及其制備方法，屬于催化燃燒方法凈化工業(yè)廢氣的技術(shù)領(lǐng)域。其由陶瓷蜂窩為骨架狀，以氧化鋁、氧化鈰、鈰鋯共熔體的混合物等中一種或幾種氧化物作為涂層；以Pt、Pd中一種或兩種作為活性組分。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用氣阻小，排氣氣流延長(zhǎng)與涂層表面接觸時(shí)間的陶瓷蜂窩載體為骨架增加轉(zhuǎn)化率，有效降低催化劑成本，同時(shí)提高催化劑的穩(wěn)定性，降低了催化劑的更換頻率與使用成本。
文檔編號(hào)B01J35/04GK102755912SQ20121024678
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者劉洋, 張?jiān)? 張徐民, 張明濤, 張 杰, 張輝, 曾德智, 王為民, 王剛, 王家明, 盛麗萍, 胡芳芳, 董沛泓, 袁芳芳, 褚霞, 賈莉偉, 邱祎源, 陸建強(qiáng), 陳陽(yáng) 申請(qǐng)人:無(wú)錫威孚環(huán)保催化劑有限公司