【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種流程簡(jiǎn)化的蜂窩co氧化催化劑的制備方法及其裝置，屬于催化劑領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
1、現(xiàn)有的co氧化催化劑制備工藝存在一些局限性，特別是在原料利用率、催化劑性能穩(wěn)定性以及對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)性方面。以下是對(duì)這些問題的擴(kuò)展討論：
2、原料利用率低：傳統(tǒng)的co氧化催化劑制備過程中，原料往往未能完全轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物，導(dǎo)致原料浪費(fèi)和成本增加。例如，制備過程中可能會(huì)使用到貴金屬如鉑、鈀等，而這些貴金屬的利用率并不高，部分原料在制備過程中以廢料形式損失。
3、燒結(jié)煙氣組分復(fù)雜，雜質(zhì)種類多，易導(dǎo)致co催化劑中毒失活，失活速率快。
4、對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)性差，在不同的工況條件下，如溫度、壓力、濕度的變化，催化劑的性能可能會(huì)顯著下降。例如，一些催化劑在低溫條件下活性不足，而在高溫條件下又容易發(fā)生熱失活。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本專利技術(shù)提供一種流程簡(jiǎn)化的蜂窩co氧化催化劑的制備方法，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：
2、一種流程簡(jiǎn)化的蜂窩co氧化催化劑的制備方法的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3、(1)原料混合：按照配比，稱取tio2、ceo2、zro2、fe2o3、nb2o5、cao和sio2原料，并與去離子水混合，形成催化劑的基礎(chǔ)組成物；
4、(2)溶膠制備：將基礎(chǔ)組成物與穩(wěn)定劑混合，形成均勻的溶膠；
5、(3)凝膠化：將溶膠在進(jìn)行老化，形成凝膠；
6、(4)干燥：將凝膠在60-
7、(5)初次煅燒：將干凝膠在500-800℃下煅燒，形成初步的催化劑結(jié)構(gòu)；
8、(6)預(yù)處理：將初次煅燒后的催化劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)處理形成載體，該預(yù)處理包括清洗和酸洗步驟，以增強(qiáng)活性組分的附著力；
9、(7)二次煅燒：將預(yù)處理后的載體進(jìn)行二次煅燒，以確保載體表面的清潔和活性組分的均勻分布；
10、(8)浸漬：將二次煅燒后的載體浸漬在浸漬液中，浸漬液的濃度控制在0.5～10wt％，浸漬時(shí)間控制在0.5～2h；
11、(9)熱處理：將浸漬后的載體在惰性氣體氛圍中進(jìn)行熱處理，熱處理溫度控制在200-500℃，時(shí)間控制在2-12小時(shí)；
12、(10)后處理：對(duì)熱處理后的載體進(jìn)行切割、打磨和清灰后處理步驟；
13、(11)性能測(cè)試：對(duì)后處理得到的催化劑進(jìn)行性能測(cè)試，包括比表面積、孔隙度、活性組分分散度和催化活性評(píng)估；
14、(12)老化處理：在模擬實(shí)際工況的條件下對(duì)催化劑進(jìn)行老化處理，以評(píng)估其長(zhǎng)期穩(wěn)定性和耐久性；
15、(13)封裝：將經(jīng)過性能測(cè)試和老化處理的催化劑進(jìn)行封裝；
16、所述的步驟(1)具體為，所述原料的各組分的重量份具體如下：tio260-75份；ceo215-25份；zro25-10份；fe2o35-10份；nb2o53-6份；sio25-10份；cao?1-3份，其中，去離子水總量為原料總重量的30％至40％。
17、所述的步驟(2)具體為：所述的穩(wěn)定劑為聚乙烯醇或者聚丙烯酸，以便防止溶膠中的顆粒聚集，保持溶膠的均勻性；所述穩(wěn)定劑與基礎(chǔ)組成物的質(zhì)量比為1:0.1-1:0.5。
18、在所述的步驟(3)中，所述溶膠老化的溫度控制在20-40℃，老化時(shí)間2-24小時(shí)。
19、在所述的步驟(6)中，所述酸洗的步驟具體為：
20、選取稀鹽酸、稀硫酸或稀硝酸作為酸洗液，該酸洗液的濃度在1％至10％之間；酸洗過程的溫度控制在室溫至60℃之間，以確保酸洗效果并減少對(duì)催化劑的腐蝕；酸洗時(shí)間通常為30分鐘至2小時(shí)；酸洗后，使用去離子水對(duì)催化劑進(jìn)行沖洗，以中和殘留的酸液，并確保催化劑表面達(dá)到中性；在所述的步驟(7)中，二次煅燒的溫度范圍在400℃至800℃之間，煅燒時(shí)間3-15小時(shí)。
21、所述的步驟(11)具體為：
22、首先，將催化劑樣品進(jìn)行脫氣處理，以去除表面吸附的氣體；
23、然后，將樣品冷卻至液氮溫度，向樣品中逐步注入氮?dú)?，并測(cè)量吸附量；
24、比表面積a通過bet方程計(jì)算：
25、其中，v吸附是吸附體積，na是阿伏伽德羅常數(shù)，r是氣體常數(shù)，p0是飽和蒸汽壓，c是吸附質(zhì)-吸附劑相互作用常數(shù)，p是平衡壓力，θ是被吸附氣體的覆蓋度；
26、孔隙度過氮?dú)馕椒y(cè)定孔體積和孔徑分布，通過以下公式計(jì)算：v孔是孔體積，v催化劑是催化劑的總體積；
27、活性組分分散度測(cè)試：使用x射線衍射和透射電子顯微鏡觀察催化劑的晶體結(jié)構(gòu)和活性組分的分布；
28、金屬分散度d通過以下公式計(jì)算：
29、其中，a金屬是金屬組分的表面積，a總是催化劑的總表面積；
30、催化活性通過轉(zhuǎn)化頻率來評(píng)估：
31、轉(zhuǎn)化頻率＝反應(yīng)速率/活性位點(diǎn)數(shù)量，反應(yīng)速率以摩爾每秒表示，活性位點(diǎn)數(shù)量通過x射線光電子能譜確定。
32、所述的步驟(12)具體為：
33、老化條件設(shè)定：設(shè)定老化處理的溫度、濕度、氣體流量參數(shù)；溫度控制：使用pid控制算法精確控制老化處理的溫度。pid控制器的輸出可以通過以下公式計(jì)算：
34、kp是比例增益，ki是積分增益，kd是微分增益，e(t)是偏差，即期望溫度與實(shí)際溫度之差，dt是時(shí)間間隔；
35、濕度控制：通過調(diào)節(jié)水蒸氣的流量和濃度來控制老化環(huán)境中的濕度，濕度控制通過以下公式進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整：
36、h＝w/p×100％其中，w是水蒸氣分壓，p是飽和水蒸氣分壓；
37、氣體流量控制：使用質(zhì)量流量控制器控制氣體流量，氣體流量q通過以下公式計(jì)算：q＝v/t,其中，v是體積，t是時(shí)間；
38、老化時(shí)間：所述的老化時(shí)間通過以下公式估算：t＝t0×e(-k·δh)；其中，t0是初始時(shí)間，k是速率常數(shù)，δh是老化反應(yīng)的活化能。
39、一種實(shí)現(xiàn)所述的流程簡(jiǎn)化的蜂窩co氧化催化劑的制備方法的裝置，包括：
40、原料混合單元，用于對(duì)原料進(jìn)行混合；
41、溶膠制備單元，用于將基礎(chǔ)組成物與穩(wěn)定劑混合，形成均勻的溶膠；
42、凝膠形成單元，用于將溶膠在進(jìn)行老化，形成凝膠；
43、干燥單元，用于對(duì)凝膠進(jìn)行干燥，形成干凝膠；
44、初次煅燒單元，用于將干凝膠煅燒，形成初步的催化劑結(jié)構(gòu)；預(yù)處理單元，用于將初次煅燒后的催化劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)處理形成載體；
45、二次煅燒單元，用于將預(yù)處理后的載體進(jìn)行二次煅燒；
46、浸漬單元，用于將二次煅燒后的載體浸漬在浸漬液中；
47、熱處理單元，用于將浸漬后的載體在惰性氣體氛圍中進(jìn)行熱處理；后處理單元，用于對(duì)熱處理后的載體進(jìn)行切割、打磨和清灰后處理步驟；
48、性能測(cè)試單元，用于對(duì)后處理得到的催化劑進(jìn)行性能測(cè)試，包括比表面積、孔隙度、活性組分分散度和催化活性評(píng)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種流程簡(jiǎn)化的蜂窩CO氧化催化劑的制備方法的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流程簡(jiǎn)化的蜂窩CO氧化催化劑的制備方法，其特征在于，所述的步驟(1)具體為，所述原料的各組分的重量份具體如下：TiO260-75份；CeO215-25份；ZrO25-10份；Fe2O35-10份；Nb2O53-6份；SiO25-10份；CaO?1-3份，其中，去離子水總量為原料總重量的30％至40％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流程簡(jiǎn)化的蜂窩CO氧化催化劑的制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)具體為：所述的穩(wěn)定劑為聚乙烯醇或者聚丙烯酸，以便防止溶膠中的顆粒聚集，保持溶膠的均勻性；所述穩(wěn)定劑與基礎(chǔ)組成物的質(zhì)量比為1:0.1-1:0.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流程簡(jiǎn)化的蜂窩CO氧化催化劑的制備方法，其特征在于，在所述的步驟(3)中，所述溶膠老化的溫度控制在20-40℃，老化時(shí)間2-24小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流程簡(jiǎn)化的蜂窩CO氧化催化劑的制備方法，其特征在于，在所述的步驟(6)中，所述酸洗的步驟具體為：
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流程簡(jiǎn)化的蜂窩CO氧化催化劑的制備方法，其特征在于，所述的步驟(12)具體為：
8.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)所述的流程簡(jiǎn)化的蜂窩CO氧化催化劑的制備方法的裝置，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種流程簡(jiǎn)化的蜂窩co氧化催化劑的制備方法的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流程簡(jiǎn)化的蜂窩co氧化催化劑的制備方法，其特征在于，所述的步驟(1)具體為，所述原料的各組分的重量份具體如下：tio260-75份；ceo215-25份；zro25-10份；fe2o35-10份；nb2o53-6份；sio25-10份；cao?1-3份，其中，去離子水總量為原料總重量的30％至40％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流程簡(jiǎn)化的蜂窩co氧化催化劑的制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)具體為：所述的穩(wěn)定劑為聚乙烯醇或者聚丙烯酸，以便防止溶膠中的顆粒聚集，保持溶膠的均勻性；所述穩(wěn)定劑與基礎(chǔ)組成物的質(zhì)量比為1:0.1-1:0....
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：伊洋，王中雷，朱禮強(qiáng)，胡剛，高志亮，杭小玲，董立娜，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京融合環(huán)保有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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