本發明專利技術公開了一種用于有機廢氣催化燃燒的復合催化劑、制備方法及應用，屬于催化劑技術領域。復合催化劑為Pt-Pd/Cu-Mn-Zn-Fe/過渡層/堇青石催化劑，大孔和高粘復合擬薄水鋁石為第二載體即過渡膠，La、Y、Ce、Zr中任選兩種為助劑，非貴金屬Cu、Mn、Zn、Fe和貴金屬Pd、Pt為活性組分，其中，第二載體和助劑組成過渡層。制備方法包括：將堇青石蜂窩陶瓷表面酸處理處理并負載上過渡層，然后再用浸漬法負載非貴金屬元素Cu、Mn、Zn、Fe，然后用沉淀-熱吸附耦合法依次負載貴金屬Pd和Pt。本發明專利技術可防止催化劑的硫中毒，又可以延長催化劑壽命，降低催化劑生產成本。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種復合有機廢氣催化燃燒催化劑，具體地說涉及一種活性高、抗硫中毒、成本低、壽命長的用于有機廢氣催化燃燒的堇青石蜂窩陶瓷催化劑，屬于催化劑
技術介紹
有機廢氣(VOCs)在各類工業生產過程中都有產生，如何利用盡量少的資源有效處理廢氣并減少污染物的產生成為關切的熱點。催化燃燒技術降低了污染物的排放，具有起燃溫度低、能耗低和燃燒穩定等優勢，因此催化燃燒催化劑在有機廢氣治理、能源的回收利用和發電方面受到人們的普遍關注。現有的有機廢氣催化燃燒催化劑的制備過程一般采用氧化鋁作為過渡涂層，存在涂層與堇青石載體結合的牢固性差、比表面積低、不易吸附活性組分等缺點。活性組分的負載一般采用熱吸附法或者浸漬法，因吸附不充分使貴金屬利用率低，浸漬法則容易使活性組分在催化劑表面分布不均勻，從而導致催化活性下降。僅以貴金屬為活性組分的催化劑成本較高，抗中毒能力較差。僅以非貴金屬為活性組分的催化劑起燃溫度高，壽命短。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種高活性，熱穩定性好的高效催化燃燒催化劑、制備方法及應用。本專利技術以大孔和高粘復合擬薄水鋁石為過渡材料，Ce、&、La、Y為助催化元素，Cu、 Mn、Zn、Fe非貴金屬和Pt-Pd雙元貴金屬為活性組分制成高活性、抗硫中毒、低成本的貴金屬催化劑。本專利技術的用于有機廢氣催化燃燒的堇青石蜂窩陶瓷貴金屬催化劑是Pt-Pd/ Cu-Mn-Zn-Fe/過渡層/堇青石催化劑，使用堇青石蜂窩陶瓷為第一載體，大孔和高粘復合擬薄水鋁石為第二載體(過渡膠)，La、Y、Ce、Zr中任選兩種為助劑，非貴金屬Cu、Mn、Zn、 Fe和貴金屬Pd、Pt為活性組分，其中，第二載體和助劑組成過渡層；Cu、Mn、Zn、Fe的質量比為3 1 1 1 ；第二載體含量為堇青石的5-15wt%、助劑含量為第二載體質量的 0. 5-2. 5%，非貴金屬活性組分Cu、Mn、Zn、i^的總含量為堇青石載體的2 5wt%，Pd和Pt 的總含量為堇青石載體質量的0. 05% 0. 5%。本專利技術催化劑的具體制備方法，包括如下步驟(1)堇青石蜂窩陶瓷表面酸處理處理；將堇青石蜂窩陶瓷，放入硝酸溶液中，進行酸蝕預處理1 4h，除去表面雜質，水洗后于鼓風干燥箱中100 120°C，干燥2 6h。(2)載體堇青石蜂窩陶瓷的過渡層負載；(a)將大孔和高粘擬薄水鋁石進行混合得到混合物A，將助催化元素La、Y、Ce、Zr 的硝酸鹽任選兩種進行混合得到混合物B，將A、B與去離子水混合，配成過渡涂層，充分攪拌后用硝酸調配溶液PH值為1 3，水解后的過渡涂層液繼續攪拌2 4h ；(b)將(1)所得載體浸入過渡涂層液中，浸漬飽和后取出，用壓縮空氣將孔道中多余的溶液吹去，然后放于烘箱中100 120°C，干燥2 4h ；(c)重復步驟(b)可得到多次涂膜陶瓷載體，直到負載量達到5 15wt% ；(d)將浸漬后的催化劑載體于400 550°C焙燒2 乩；(3)涂膜堇青石蜂窩陶瓷浸漬法負載非貴金屬元素按照Cu、Mn、Zrui^e的質量比為3 :1:1: 1，將四種非貴金屬元素的硝酸鹽溶解，調節溶液的PH為2 3，將( 所得載體浸漬在此溶液中，浸漬飽和后取出，100 120°C 烘干2 6h，400 550°C焙燒2 6h ；(4)涂膜堇青石蜂窩陶瓷沉淀-熱吸附耦合法負載貴金屬Pd 配制Pd的硝酸鹽溶液(H2PdCl6 · 6H20)，用Imol · L—1的氨水溶液逐滴加入上述混合溶液中，陳化2 4h后，將C3)所得載有非貴金屬的載體浸漬在此溶液中，加熱沸騰2 4h，冷卻后用水合胼還原2h，100 120°C烘干2 6h，400 550°C焙燒2 6h ；(5)涂膜堇青石蜂窩陶瓷沉淀-熱吸附耦合法負載貴金屬Pt 配制Pt的硝酸鹽溶液(H2PtCl6 · 6H20)，用Imol · L-1的氨水溶液逐滴加入上述混合溶液中，陳化2 4h后，將(4)所得負載型載體浸漬在此溶液中，加熱沸騰2 4h， 冷卻后用水合胼還原2h，100 120°C烘干2 乩，400 550°C焙燒2 乩，得到Pt-Pd/ Cu-Mn-Zn-Fe/過渡層/堇青石催化劑。上述堇青石蜂窩陶瓷200或400Cell/in2，優選200Cell/in2。上述步驟1)硝酸溶液的質量濃度優選1%。步驟2硝酸的濃度為Imol · Γ1。上述整體式催化劑Pt-Pd/Cu-Mn-Si-Fe/過渡層/堇青石催化劑用于揮發性有機物的催化燃燒反應采用固定床反應器，將空氣與揮發性有機物反應，常壓操作，操作溫度為100 380°C，操作空速為2000( -1 40000^揮發性有機物的濃度優選4_6g/L。本專利技術具有如下優點1.活性組分采用Pd-Pt雙元貴金屬和Cu、Mn、Zn、i^多種非貴金屬元素，貴金屬活性組分可以降低有機廢氣的起燃溫度，多種非貴金屬元素既可防止催化劑的硫中毒，又可以延長催化劑壽命，降低催化劑生產成本；2.過渡涂層采用大孔和高粘復合擬薄水鋁石，既使涂層易于負載，提高其牢固性， 又能提高涂層表面積，保證對活性組分的充分吸附；3.催化劑活性組分的負載采取沉淀-熱吸附耦合方法，是活性組分沉淀吸附在過渡涂層上，形成多層次催化劑，這樣既能保證貴金屬活性組分的充分吸附又可以保證其在催化劑表面的均勻分布。附圖說明圖1實施例lPt-Pd/Cu-Mn-Si-Fe/過渡層/堇青石催化劑的掃面電鏡圖2實施例2Pt-Pd/Cu-Mn-ai-Fe/過渡層/堇青石催化劑的掃面電鏡圖3實施例1和實施例2對甲苯和壬烷的反應活性圖具體實施方式 實施例1 將堇青石蜂窩陶瓷(200Cell/in2)，放入1 %的稀硝酸溶液中，進行酸蝕預處理lh， 水洗后于鼓風干燥箱中120°C，干燥2h。將大孔和高粘擬薄水鋁石以質量比1 3混合(總質量30克)，加入3g硝酸鈰和硝酸鋯的混合物(摩爾比為3 1)，溶于90ml去離子水中， 充分攪拌后用Imol 稀硝酸調配溶液pH值為2，水解后的過渡涂層液繼續攪拌池。將預處理過的堇青石載體浸入過渡涂層中，浸漬飽和后取出，用壓縮空氣將孔道中多余的溶液吹去，然后放于烘箱中120°C干燥ai，40(TC焙燒4h，獲得堇青石復合載體。按CU、Mn、Zn、 狗質量比3 :1:1: 1，將四種非貴金屬元素的硝酸鹽溶解，調節溶液的pH為2，將復合載體浸漬在此溶液中，浸漬飽和后取出，120°C烘干ai，450°C焙燒4h。配制0. 002g/ml的Pd 硝酸鹽溶液(H2PdCl6 · 6H20)，用Imol · L—1的氨水溶液逐滴加入上述混合溶液中，陳化一段時間后，將載體浸漬溶液中，加熱沸騰池，冷卻后用水合胼還原ai，i2o°c烘干a!，45o°c焙燒6h，以與Pd相同的步驟負載Pt。制得過渡膠含量為12%、Ce、Zr含量為為第二載體的 1. 5wt%, Cu, Mn, Zn, Fe四種非貴金屬元素總含量為堇青石載體的5wt%，Pd、Pt總含量為堇青石載體質量的0. 07wt%的Pt-Pd/Cu-Mn-Si-Fe/過渡層/堇青石催化劑。取該催化劑置于反應管中，取甲苯為揮發性有機物與空氣反應，空速為200001^,甲苯濃度為6mg/L，利用程序升溫設備控制溫度從150以2V Mn的速率本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種用于有機廢氣催化燃燒的復合催化劑，其特征在于，所述的復合催化劑為Ｐｔ－Ｐｄ／Ｃｕ－Ｍｎ－Ｚｎ－Ｆｅ／過渡層／堇青石催化劑，使用堇青石蜂窩陶瓷為第一載體，大孔和高粘復合擬薄水鋁石為第二載體即過渡膠，Ｌａ、Ｙ、Ｃｅ、Ｚｒ中任選兩種為助劑，非貴金屬Ｃｕ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｆｅ和貴金屬Ｐｄ、Ｐｔ為活性組分，其中，第二載體和助劑組成過渡層。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱吉欽，宋春雨，郭金剛，王志杰，劉新斌，郭翔，
申請(專利權)人：北京化工大學，
類型：發明
國別省市：11
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