[发明专利]一种负载型室温燃烧催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种室温燃烧催化剂的制备方法，具体地说涉及一种以贵金属为活性组分，以各种氧化物、活性炭等为载体的催化剂：该催化剂可以在室温下使甲醇燃烧，且可用于其他醇类、醛类、烷烃类、一氧化碳、氢气等的催化燃烧。

背景技术

随着社会的发展与进步，世界能源消费的增长与资源匮乏之间的矛盾日趋尖锐，因此，传统能源利用技术的革新成为备受关注的焦点问题。催化燃烧作为传统能源的新型利用技术，已经引起学术界和工业界的普遍重视。

与火焰燃烧相比，催化燃烧主要具有以下优点：1) 起燃温度低，容易实现稳定燃烧；2）有利于提高燃烧效率，降低污染物的排放；3）可在较大的燃气比范围内使用；4）噪音低。

正是由于具备上述优点，催化燃烧既是一种能耗低，效率高，环境友好的有机废弃物治理技术，也是能源利用的最佳途径之一。对于催化燃烧反应，研究较多的有甲烷催化燃烧、一氧化碳催化燃烧、挥发性有机物（VOC）（如甲醇、苯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙酸乙酯等）的催化燃烧，挥发性含氯有机物(CVOC)（如氯苯、三氯乙烯等）的催化燃烧。

在甲烷催化燃烧反应中，研究较多的为钯催化剂。如文献（Carrazàn et al, Catal Today. 112 (2006) 161）中，当 (CH₄ / O₂ / CO₂ /He = 1 / 10 / 3 / 86，V / V /V/ V )的质量空速为1, 875 m³ / g / h时，甲烷完全转化的温度约为500 ℃，而文献（Wang et al, Chin J Catal. 29 (2008) 1043）中，当 (CH₄ / O₂ / N₂ = 1 / 4 /45, V / V / V) 的体积空速为48, 000 h^-1时，甲烷完全转化的温度约为350 ℃。

在一氧化碳催化燃烧反应中，研究较多的为铂、钯、金等催化剂，其中负载型金催化剂在摄氏零度以下就具有非常高的活性，如文献（Yan et al, J Am Chem Soc. 127 (2005) 10480）中，当 (CO /Air = 1 / 100，V / V)的流速为37 cm³ / min时，50 mg负载型金催化剂上一氧化碳完全转化的温度为-20 ℃左右。

在VOC和CVOC的催化燃烧反应中，负载型钯、 铂、 铑、钌等贵金属催化剂以其良好的低温起燃性能得到广泛研究，其催化活性因催化剂和反应物种类的不同而不同。如文献（Guillemot et al, Catal Lett. 40 (1996) 175）中，当通过VOC和CVOC饱和汽（N₂ / O₂ = 1 / 4，V / V）的空速为30, 600 h^-1 时，四氯乙烯和甲基乙基酮在1.2 % Pt/HFAU 和 1 % Pt/NaX 催化剂上完全燃烧的温度分别为500 和220 ℃。

 在所有的燃烧反应中，关于甲醇催化燃烧尤其是室温条件下的催化燃烧研究者较少，在甲醇催化燃烧反应中，钯和铂催化剂研究的较多，如文献(la Pe?a O’Shea et al， Appl Catal B: Environ.  57 (2005) 191)中，当（122.9 ml/min N₂ + 29.9 ml / min O₂ + 0.34 ml /min CO） 通过甲醇饱和器后，甲醇在0.1 g含钯催化剂上完全转化温度为80 ℃左右。 

综上，贵金属对催化燃烧反应具有更高的活性。最常用的负载型贵金属催化剂的制备方法为初湿浸渍—氢气还原法，这种方法的缺点是：氢气的可燃性使得还原操作更为复杂且金属的还原程度不易控制。因此，开发简便易行的催化剂制备方法非常必要。

发明内容

针对初湿浸渍—氢气还原法制备负载型贵金属催化剂所存在的问题，我们公开了一种新的催化剂制备发方法：初湿浸渍—有机化合物还原法。该方法克服了初湿浸渍—氢气还原法中还原操作比较复杂且危险性较大的缺点，制备的催化剂活性较高，具有更广阔的应用前景。