[发明专利]锰-钯双组分不锈钢丝网催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于处理挥发性有机废气(VOCs)的催化剂，特别是涉及不锈钢丝网阳极氧化膜金属载体负载过渡金属—贵金属催化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，对环保催化剂的主要研究方向集中在新载体的开发上。在大量的对新载体的研究中，金属载体逐渐成为研究热点，与传统的环保催化剂载体堇菁石蜂窝相比，用金属蜂窝为催化剂载体有很大的优势：1.传热性能好，导热效率高；2.延展性大，可根据需求加工成各种外形的载体催化剂；3.可节约活性组分，尤其对以贵金属元素为活性物质的催化剂更有实际意义；4.强度大，耐热、耐磨性能极好，可适用于高温、中温强吸热或强放热的反应体系，适用于VOCs净化和机动车排气净化。因此金属蜂窝催化剂将是环境治理催化剂的重要发展方向。

金属载体表面往往需要负载第二载体层进行改性，采用喷涂、浸涂、等离子涂等方法是常见的方法。但难点在于金属表面光滑，比表面小，活性组分不易负载。将阳极氧化技术引入VOCs处理催化剂载体的制备是一种新的尝试。将被处理的金属作为阳极，在电解质溶液中进行电解，使其表面自组织而形成稳定的氧化层，该工艺流程即阳极氧化。阳极氧化技术普遍用于制备彩色不锈钢，常作为建筑材料以及室内装饰和制造家用器具、厨房设备等用。

采用阳极氧化技术使不锈钢上产生包含保护层和多孔层双重功能的多孔氧化膜，可以使活性组分与载体结合较为紧密，不易脱落。通过这种方法制备的催化剂稳定性好，贵金属含量少，用于VOCs治理，是一种具有应用前景的催化剂。

已授权和公开的中国专利ZL03129367.0和200710067768.0涉及到二种不锈钢阳极氧化膜负载贵金属催化剂制备方法，其步骤为：化学除油，去氧化皮处理，除挂灰处理，活化预处理，阳极氧化处理，负载贵金属活性组分，还原后焙烧。上述二种不锈钢阳极氧化膜负载贵金属催化剂活性较好、耐高温、耐冲击、抗震动，热稳定性好。但由于活性组分均用贵金属Pd，Pt，在贵金属资源日趋匮乏的情况下，有进一步改进的需求。

中国专利200810062376.X不锈钢金属丝网阳极氧化膜载体负载稀土金属-贵金属催化剂成本低，与前面所述的已有较好V0Cs净化效果的不锈钢阳极氧化膜负载贵金属催化剂相比，催化活性更高，但由于该催化剂(Ce-Pt-Pd/不锈钢金属丝网)活性组分中的贵金属采用Pt-Pd双组分，成本相对较高，如何降低成本又保持活性是需要解决的问题。中国专利200810062150.X在前面三个专利的基础上，引入稀土Y，与贵金属Pd制备得到双组分Y-Pd金属催化剂，也取得了较好的效果，但开发过渡金属成本更低，效果更好的新的催化剂，可在资源利用和成本上可以得到更大的空间。

发明内容

本发明在上述四个专利基础上，以低成本高性能为目的，通过调变活性组分的组成与含量，开发过渡金属Mn代替稀土金属Y，提高催化剂的低温活性和稳定性，可用于挥发性有机废气的催化消除，在资源利用和成本上得到更大的空间。

本发明采用阳极氧化后的不锈钢丝网作为催化剂载体，通过浸渍法制备的过渡金属-单组分贵金属催化剂，所述催化剂活性组分含量为：锰6wt％和钯0.1wt％

本发明提供的不锈钢金属丝网阳极氧化膜载体负载过渡金属-贵金属催化剂与上述四个专利相比，其优点是负载的贵金属种类和含量均有所减少，由于(Pt)的价格大约在450—550元/克之间，而钯(Pd)的价格仅在160—200元/克之间，相差近2倍。在本发明中的贵金属只选用了钯，且含量更低，应用范围更为广泛。

本发明提供高活性的锰-钯不锈钢丝网催化剂的制备方法，采用阳极氧化技术在不锈钢丝网上形成氧化膜，获得不锈钢丝网复合氧化膜载体；采用浸渍方法负载过渡金属Mn和贵金属Pd活性组分，催化剂活性组分含量为：锰6wt％和钯0.1wt％，制备步骤为：

1、将不锈钢丝网加工成所需的规格，制成蜂窝状，将丝网载体进行去氧化皮处理、除挂灰处理、活化预处理、阳极氧化处理，获得不锈钢丝网复合氧化膜载体；

2、将步骤1中的不锈钢丝网载体，浸入含锰6wt％的硝酸锰溶液中，浸渍时间为1h，将不锈钢载体取出，洗净，100℃烘干，获得负载有过渡金属锰的不锈钢丝网复合氧化膜金属载体；

3、将上述步骤2中获得的不锈钢丝网载体，浸渍在含钯0.1wt％Pd的氯钯酸溶液中，煮沸，待溶液颜色由黄色转为无色后，将不锈钢丝网载体取出，洗净，置于浓度为0.1wt％水合肼的还原剂中，还原1小时，获得不锈钢金属丝网阳极氧化膜载体负载过渡金属Mn-贵金属Pd的催化剂前驱体；