-CoO復(fù)合分子篩催化劑的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種VOCs燃燒催化劑的制備工藝，尤其涉及一種Ce02-Co0復(fù)合分子篩催化劑的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)是指常溫下飽和蒸氣壓約大于70Pa和常壓下沸點(diǎn)小于260°C的有機(jī)化合物的總稱。研究表明VOCs對(duì)人類(lèi)健康和地球環(huán)境影響很大，如氟氯烴會(huì)破壞臭氧層，VOCs和氮氧化物會(huì)發(fā)生反應(yīng)，并可能導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的產(chǎn)生從而對(duì)環(huán)境影響很大，有些VOCs有很強(qiáng)的致癌性對(duì)人類(lèi)健康有很大威脅。
[0003]目前，已報(bào)道了多種VOCs末端控制技術(shù)，如吸附法、吸收法、低溫等離子體法、光催化氧化法、生物處理法及催化氧化法，其中催化氧化法具有高效和低能耗等優(yōu)點(diǎn)，可以有效的將多種VOCs催化氧化為0)2和Η 20，從而引起了廣泛的研究。
[0004]該類(lèi)催化劑按照活性組分不同，大致可分為三類(lèi):貴金屬、過(guò)渡金屬氧化物、稀土及其復(fù)合氧化物。貴金屬類(lèi)催化劑活性高，但是價(jià)格昂貴并且在處理含硫、氯型VOCs時(shí)容易毒化而失活。作為貴金屬的替代品，過(guò)渡金屬氧化物催化劑抗C1失活性能強(qiáng)，但是氧化活性不高。稀土及其復(fù)合氧化物由于其結(jié)構(gòu)中容易形成表面晶格缺陷，使表面晶格氧具有高活性的氧化中心，從而表現(xiàn)出良好的深度氧化能力及較好的低溫起燃活性。其中&02及飾基復(fù)合氧化物因具有良好的氧流動(dòng)性，且成本低廉、環(huán)境友好而備受關(guān)注。如公開(kāi)日為2009年6月3日，公開(kāi)號(hào)為CN101444746A的中國(guó)專(zhuān)利中，公開(kāi)了一種Ce02-分子篩催化劑的制備方法，以硝酸亞鈰和具有強(qiáng)酸性的分子篩為原料，采用機(jī)械研磨法制備Ce02-分子篩催化劑。然而，單組份的Ce02催化劑在催化燃燒VOCs時(shí)，其表面容易吸附含氯物種，導(dǎo)致催化劑的活性中心被覆蓋，致使催化劑發(fā)生失活。同時(shí)采用研磨法制備的催化劑，Ce02在分子篩表面均勻度不足，明顯降低了催化劑的催化活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:提供一種Ce02-Co0復(fù)合分子篩催化劑的制備工藝，通過(guò)采用SBA-15與SAP0-34這兩種類(lèi)型的分子篩，使Ce(V^ Co0均勻附著在分子篩上，可有效增強(qiáng)催化劑的抗氯中毒性能，降低VOCs的轉(zhuǎn)化溫度，提高VOCs的降解效率。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案步驟如下:
[0007](1)將分子篩在550°C空氣氛圍中焙燒，以焙燒后的分子篩為載體，等體積浸漬Ce (N03) 3和 Co (NO 3) 2混合溶液;
[0008](2)將浸漬有Ce02-Co0的分子篩催化劑置于110°C的條件下干燥，之后再于550°C下焙燒；
[0009](3)將負(fù)載有Ce02-Co0的分子篩催化劑壓片、粉碎、過(guò)篩。
[0010]通過(guò)等體積浸漬Ce (N03) 3和Co (NO 3) 2混合溶液，能夠使這兩種組分之間發(fā)生了一定的協(xié)同作用，促進(jìn)活性組分在分子篩表面分布的均勻度，增加了催化劑的表面酸性而有利于VOCs的吸附和活化，提高了催化劑上活性氧物種的流動(dòng)性，使其具有更好的氧化還原性能而有利于VOCs的深度氧化。另外多組分的使用，提高了催化劑在使用時(shí)的抗氯中毒性能，有效改進(jìn)了催化劑的使用性能。
[0011]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟(1)中的分子篩類(lèi)型包括SBA-15型分子篩與SAP0-34型分子篩。由此使得本發(fā)明中的催化劑具特殊的孔道結(jié)構(gòu)，較大的比表面積，豐富的微孔與酸性中心，能顯著提高&02與CoO在分子篩表面負(fù)載的均勻性，降低催化劑在使用過(guò)程中轉(zhuǎn)化溫度，提高催化劑的催化效率。同時(shí)特殊的孔道結(jié)構(gòu)使催化劑不容易發(fā)生積碳現(xiàn)象，提高了催化劑使用的穩(wěn)定性。
[0012]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟(1)中分子篩在550°C空氣氛圍中焙燒時(shí)間為2h。
[0013]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟⑴中分子篩在Ce(N03)3和Co (N0 3) 2混合溶液中的浸漬時(shí)間為6h。采用6h的浸漬時(shí)間能夠使有鈰和鈷充分、均勻地分布在分子篩上，從而提高了催化劑的比表面積，增強(qiáng)催化劑的催化活性。
[0014]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟(2)中將浸漬有Ce02-Co0的分子篩催化劑置于110°C的條件下干燥時(shí)間為2h。
[0015]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟(2)中將浸漬有Ce02-Co0的分子篩催化劑置于550°C的條件下焙燒時(shí)間為2h。在該條件下制備的催化劑具有較大的比表面積，較小的晶粒尺寸，最佳的氧流動(dòng)性和供氧能力，因此該催化劑對(duì)VOCs的催化降解活性最高。
[0016]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟(3)中的負(fù)載有Ce02-Co0的分子篩催化劑經(jīng)過(guò)篩后取40?60目。由此使得本發(fā)明中的催化劑的顆粒大小更加適用于VOCs的催化氧化。
[0017]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述的催化劑上Ce02的負(fù)載量為15%，Ce: Co摩爾比為8: 1。
[0018]通過(guò)上述工藝所制備的Ce02-Co0復(fù)合分子篩催化劑起燃溫度低，轉(zhuǎn)化效率高。本發(fā)明提高了催化劑抗氯中毒性能與催化劑的比表面積，增加了催化劑上活性氧物種的含量，降低了 VOCs的催化燃燒溫度，從而使得催化劑具有更好的催化活性改善了對(duì)VOCs的催化氧化效果。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，操作容易，制備的Ce02-Co0復(fù)合分子篩催化劑性能可靠，能夠?yàn)閂OCs的降解提供新的思路與方法。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中以SAP0-34型分子篩制備的Ce02-Co0復(fù)合分子篩催化劑的SEM圖像。
[0020]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中以SBA-15型分子篩制備的Ce02-Co0復(fù)合分子篩催化劑的SEM圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0022]實(shí)施例1:
[0023]本實(shí)施例中的Ce02-Co0復(fù)合分子篩催化劑的制備方法依次包括如下步驟:
[0024](1)將SAP0-34型分子篩在550°C空氣氣氛中焙燒2h。
[0025](2)以焙燒后的SAP0-34型分子篩為載體，等體積浸漬Ce (N03) 3和Co (NO 3) 2混合溶液6小時(shí)。
[0026](3)將浸漬有Ce(N03)3和Co (N0 3)2的分子篩在110°C干燥2小時(shí)，再550°C焙燒2小時(shí)。
[0027](4)將負(fù)載有Ce02-Co0催化劑，壓片、粉碎、過(guò)篩后取40-60目顆粒備用。
[0028]本實(shí)施例中的Ce02-Co0復(fù)合分子篩催化劑中的Ce02的負(fù)載量為15%，Ce: Co摩爾比為8: 1。催化劑的形態(tài)結(jié)構(gòu)如圖1所示，Ce02-Co0均勻的分布在SAP0-34型分子篩的表面。本實(shí)施例中的催化劑的制備方法工藝簡(jiǎn)單，能夠提高了催化劑抗氯中毒性能，增大催化劑的比表面積，增加催化劑上活性氧物種的含量，改善對(duì)VOCs的催化氧化的活性。
[0029]實(shí)施例2:
[0030]本實(shí)施例中的Ce02-Co0復(fù)合分子篩催化劑的制備方法依次包括如下步驟:
[0031](5)將SBA-15型分子篩在550°C空氣氣氛中焙燒2h。
[0032](6)以焙燒后的SBA-15型分子篩為載體，等體積浸漬定量的Ce (N03) 3和Co (NO 3) 2混合溶液6小時(shí)。
[0033](7)將浸漬有Ce(N03)3和Co (N0 3)2的分子篩在110°C干燥2小時(shí)，再550°C焙燒2小時(shí)。
[0034](8)將負(fù)載有Ce02-Co0催化劑，壓片、粉碎、過(guò)篩后取40_60目顆粒備用。
[0035]本實(shí)施例中的Ce02-Co0復(fù)合分子篩催化劑中的Ce02的負(fù)載量為15%，Ce: Co摩爾比為8: 1。催化劑的形態(tài)結(jié)構(gòu)如圖2所示，Ce02-Co0均勻的分布在SBA-15型分子篩的表面。本實(shí)施例中的Ce02-Co0復(fù)合分子篩催化劑的制備方法工藝簡(jiǎn)單，能夠提高了催化劑抗氯中毒性能，增大催化劑的比表面積，增加催化劑上活性氧物種的含量，改善對(duì)VOCs催化氧化的活性。
[0036]本實(shí)施例中Ce02-Co0復(fù)合分子篩催化劑的制備方法工藝簡(jiǎn)單，制備條件溫和。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，任何熟悉該項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)所作的更動(dòng)與潤(rùn)飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于降解VOCs的Ce02-Co0復(fù)合分子篩催化劑的制備工藝，其特征在于，包含如下步驟: (1)將分子篩在550°C空氣氛圍中焙燒，以焙燒后的分子篩為載體，等體積浸漬Ce (N03) 3和 Co (NO 3) 2混合溶液; (2)將浸漬有Ce02-Co0的分子篩催化劑置于110°C的條件下干燥，之后再于550°C下焙燒； (3)將負(fù)載有Ce02-Co0的分子篩催化劑壓片、粉碎、過(guò)篩。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)中的分子篩類(lèi)型包括SBA-15型分子篩與SAP0-34型分子篩。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)中分子篩在550°C空氣氛圍中焙燒時(shí)間為2h。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)中分子篩在Ce(NO 3) 3和Co (NO 3) 2混合溶液中的浸漬時(shí)間為6h。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)中將浸漬有CeO2-CoO的分子篩催化劑置于110°C的條件下干燥時(shí)間為2h。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)中將浸漬有CeO2-CoO的分子篩催化劑置于550 °C的條件下焙燒時(shí)間為2h。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)中的負(fù)載有CeO2-CoO的分子篩催化劑經(jīng)過(guò)篩后取40?60目。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于各催化劑上CeO2的負(fù)載量為15%，Ce: Co摩爾比為8: 1。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及化學(xué)催化劑及其制備技術(shù)領(lǐng)域，旨在提供一種CeO2-CoO復(fù)合分子篩催化劑的制備工藝。本發(fā)明采用SBA-15與SAPO-34型介孔分子篩為載體，通過(guò)共浸漬法，將SBA-15與SAPO-34型分子篩等體積浸漬定量的Ce(NO3)3和Co(NO3)2混合溶液，經(jīng)一定溫度的干燥、烘焙后，再粉碎、過(guò)篩，制成CeO2-CoO復(fù)合分子篩催化劑。本發(fā)明制備的CeO2-CoO復(fù)合分子篩催化劑，提高了催化劑的抗氯中毒性能，增大了催化劑的比表面積，增加了催化劑上活性氧物種的含量，從而改善了催化劑對(duì)VOCs的催化燃燒性能?；?。
【IPC分類(lèi)】B01J29/85, F23G7/07, B01J29/03
【公開(kāi)號(hào)】CN105289698
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510760344
【發(fā)明人】劉義林
【申請(qǐng)人】劉義林
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月10日