[发明专利]一种非均布燃烧催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂领域，特别涉及催化燃烧催化剂产品及其生产方法。

背景技术

目前工业上使用的催化剂大多数属于负载型催化剂，其活性组分主要采用贵金属，例如钯或铂等，其活性组分几乎是均匀分布于催化剂中。近年来，试验证明许多非均匀分布催化剂与均匀催化剂相比，具有更好的活性、选择性和更长的寿命。

中国专利O1133374.X采用贵金属活性组分Pt以浸渍法通过有机酸的竞争吸附分布于蜂窝陶瓷载体涂层外表面的方法，蜂窝陶瓷载体的涂层组成按重量百分比为：活性Al₂O₃ 20％～80％，TiO₂10％～40％，CeO₂5％～30％，ZrO₂5％～20％，贵金属担载量为每升催化剂含0.5～4.0gPt。该发明催化剂可以用于各种类型含有可燃组分废气的净化处理。

中国专利200310119324.9公开了一种甲烷催化燃烧的固溶体催化剂及其制备方法。该催化剂是采用尿素燃烧法制备的氧化铈、氧化钴固溶体催化剂。催化剂活性组分为氧化铈、氧化钴。该发明的催化剂用于甲烷催化燃烧反应，在空气与甲烷体积比为49的条件下，可在395～570℃将甲烷完全催化燃烧。该催化剂具有成本低廉，制备方法简单，易于操作的优点，但缺点是甲烷的起燃及完全燃烧温度较高。

中国专利86103200公开了一种非贵金属蜂窝状燃烧催化剂，它以硅酸盐材料为第一载体，以金属氧化物涂层为第二载体，以金属氧化物和稀土金属氧化物的混合物为催化活性组分。该发明先把一种载体浸渍在涂敷液中，然后进行干燥和焙烧，所说的浸渍、干燥和焙烧需要进行两次，第一次浸渍、干燥和焙烧后形成第二载体，第二次浸渍、干燥和焙烧后附着催化活性组分。

中国专利CN1736604A公开了一种蛋壳型金属催化剂及其制备方法和应用。该催化剂是以空心二氧化硅为载体的蛋壳型负载金属催化剂，所述的空心二氧化硅载体是具有一定壁厚和一定孔径的介孔材料。以催化剂重量百分比为基准，其组成是0.1％～5.0％的贵金属和/或5.0％～40.0％的过渡金属，0～0.5％的非贵金属助催化剂，60.0％～99.0％的空心二氧化硅载体。采用浸渍法或原位负载法制备成蛋壳型金属催化剂。该催化剂具有良好的金属分散性，且金属颗粒的粒径较小，分散在空心二氧化硅载体的外表面、内表面和孔道中，有效降低催化剂成本，具有良好的工业应用前景。该类蛋壳型金属催化剂可以用来催化CO、CO₂加氢制备低碳烃和醇，还可以用于烯烃、炔烃等选择性加氢以及饱和加氢等反应。

对于以γ-Al₂O₃为载体，担载贵金属并且催化剂中活性组分非均匀分布的、用于甲醇及天然气燃烧用的催化剂还未见报道。

发明内容：

本发明解决的技术问题是提供活性组分非均匀分布的催化剂产品及其制备方法。

本发明的另一目的是将所制备的活性组分非均匀分布的催化剂应用于甲醇、甲烷、天然气等的催化燃烧反应中。

一种活性组分非均匀分布的用于催化燃烧的催化剂，催化剂活性组分由氧化钯、氧化铑、氧化铂、氧化钴、氧化镍、氧化铬其中一种或几种组成，且活性组分在催化剂中呈蛋壳型非均匀分布，其含量占催化剂重量的0.01％～5％，氧化铝载体的重量为95％～99.99％；

本发明所提供的催化剂，其特征在于该催化剂的制备方法为：将一种金属活性组分或几种金属活性组分以金属盐溶液形式通过沉淀剂法、预浸渍竞争吸附法、共浸渍竞争吸附法或胶体法将活性组分担载于γ-Al₂O₃载体上，通过干燥、焙烧制得催化剂产品。

本发明催化剂是以γ-Al₂O₃为载体，金属氧化物为活性组分，活性组分在催化剂中呈蛋壳型分布。γ-Al₂O₃直径在1-4mm之间。

本发明所提供的催化剂，由占催化剂重量0.01％～5％的金属氧化物组分和占催化剂重量为95％～99.99％的氧化铝载体组成。

(一)沉淀剂法

(1)配制钯、铑、铂、钴、镍、铬一种或几种的金属盐溶液和碱性溶液；

(2)将一定量的氧化铝小球于烘干后浸渍于上述碱性溶液中，浸渍时间为1-3h；

(3)将浸渍后的氧化铝小球放入烘箱烘干；

(4)将烘干后的氧化铝小球浸渍于上述一种或几种金属盐溶液中，浸渍时间为1060min；