[发明专利]净化有机废气的金属氧化物混合物催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于有机废气净化的催化剂及其制备方法，具体是一种净化有机废气的金属氧化物混合物催化剂及其制备方法。

背景技术

工业上排出的有机废气是大气主要污染源之一，如漆包线生产排出的有机废气含有苯，甲苯，二甲苯以及多环芳烃等；汽车涂装工艺排出的有机废气含有除了含有二甲苯之外，还含有三甲苯和四甲苯等。这些废气如不经处理直接排放将会对人类的健康造成重大的危害。目前对这些有机废气采用的处理方法有吸收法，热烧法和催化燃烧法。其中催化燃烧法处理有机废气，可获得良好的净化效果，因此得到了广泛的应用。

工业生产上应用的催化剂，大多采用贵金属铂，钯为主要活性组分，氧化铝涂覆在陶瓷或金属上为载体。其贵金属含量一般为0.1％～1.0％，少数低到0.02％。如波兰专利PL109987所公布的氧化铝载体催化剂，含铂量为0.1％；日本专利昭60-97030，含铂量为1.2克/升，约0.17％(催化剂密度按照700克/升计算)；美国专利U.S.Patent5283041报道了一种用于卤代烃以及其它有机物或其混合物完全燃烧的催化剂，以高分散的铂族元素为活性组分；杭州大学生产的88100268.2沸石有机废气净化催化剂，含铂量为0.02％～0.03％。

为降低成本，合理利用资源，也有专利及研究采用氧化性较强的过渡金属氧化物催化剂。常见的金属氧化物有CuO、NiO、CoO、MnO₂等，以及Fe₂O₃，ZnO和CaO等。改进或开发非贵金属催化剂是目前的热点，国内已开发了CuO-MnO₂-Fe₂O₃系复合金属氧化物催化剂；以沸石分子筛为载体的BMZ-1型、BMZ-2型、PCN-1型催化剂。另一种被认为很有应用前景的有机废气催化剂是呈钙钛矿ABO₃型结构和尖晶石AB₂O₄型结构的复合氧化物。主要体系是Cu-Cr-O、Cu-Mn-O、Mn-Co-O及Cr-Co-O，即以Cu、Cr、Mn、Co为主要活性组分。一般将之负载在涂覆了Al₂O₃的蜂窝陶瓷载体上。

以上所述贵金属催化剂、氧化物混合物催化剂或复合氧化物催化剂，其负载方法一般是将活性组分负载在涂覆了Al₂O₃的蜂窝陶瓷载体上。在此，Al₂O₃涂层既是第二载体，因为它提供了比蜂窝陶瓷孔内壁更大的比表面积，同时它又是粘结剂，保证了活性组分牢牢的附着在蜂窝陶瓷载体上。为了提高这种稳定性，Al₂O₃前驱体水溶物即浆料一般配得很稀，且要经过多次涂覆和干燥，工序复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服技术的缺点，提供一种一次性负载活性氧化铝涂层与多种金属氧化物混合物活性组分，不含贵金属，用于净化工业有机废气的金属氧化物混合物催化剂。

本发明的目的还在于提供上述净化有机废气的金属氧化物混合物催化剂的制备方法。该制备方法工艺简单，无需投资昂贵的制造设备，制造成本低。

本发明目的通过如下技术方案实现：

净化有机废气的金属氧化物混合物催化剂是以硝酸强化预处理的堇青石蜂窝陶瓷为载体，在载体上一次性负载铈镧锆混合氧化物改性的活性氧化铝与含多种金属氧化物混合物的活性组分。

所述硝酸强化预处理为采用浓度5％～15％的硝酸将堇青石蜂窝陶瓷载体煮沸2～4小时。

所述活性组分是以硝酸盐或醋酸盐为前驱体的CuO、NiO、CoO和MnO₂中的两种或多种。

所述铈镧锆混合氧化物改性的活性氧化铝中γ-Al₂O₃占催化剂载体重量的2％～6％，铈镧锆混合氧化物占γ-Al₂O₃重量的15％～30％，其中各组分的重量比分别为CeO₂∶La₂O₃∶ZrO₂＝1～3∶1～2∶0.1～0.2。

所述活性组分占载体重量的5％～8％，各活性组分的摩尔比为CuO∶NiO∶CoO∶MnO₂＝2～4∶1～3∶0.5～1.5∶1～3。

净化有机废气的金属氧化物混合物催化剂的制备方法包括如下步骤：

(1)热硝酸强化预处理陶瓷载体得到强化预处理载体S₁；