[发明专利]脱除挥发性有机化合物的板状催化剂及其制造方法暨应用

说明书

技术领域

本发明是有关于一种催化剂，且特别是有关于一种脱除挥发性有机化合物的板状催化剂及其制造方法暨应用。

背景技术

近年来，在一贯作业钢厂或烧结工厂中等工业，废气中常会有挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)的存在，挥发性有机化合物会对于人体以及其它生物均有毒害，故会造成环境的污染。伴随着环保意识的高涨，工业必须肩负其社会责任，因此在废气排放前，必须进行脱除VOCs的作业。

为清除VOCs，已知技术发展出利用贵金属作为主要活性中心的脱除VOCs的催化剂。然而，贵金属索价不斐，为求降低成本，目前业界尝试利用过渡金属作为活性中心，发展脱除VOCs的催化剂。

已知过渡金属催化剂主要是将含有过渡金属的水溶液，以含浸或共沉淀的方式，形成在蜂巢状与颗粒状担体或基材上而制得。然而，此制程存在下列缺点，首先，利用含浸或共沉淀等方式制备催化剂时，活性成份需于水溶液中耗费较长的时间才能沉淀于担体或基材表面。上述制程会产生大量废液，对环境再度造成污染。

其次，由于一贯作业的钢厂所产生的废气夹带有粉尘，在通过已知蜂巢状或颗粒状的催化剂时，一方面，粉尘会冲击蜂巢状或颗粒状的催化剂，造成过渡金属的剥落，影响脱除VOCs的效果。另一方面，则因粉尘会累积在蜂巢状或颗粒状催化剂之间，使得废气不易流经蜂巢状或颗粒状的催化剂，造成巨大压差，而迫使作业停摆。

有鉴于此，亟需提出一种脱除VOCs的催化剂及其制造方法，藉以改善已知催化剂所引起的种种问题。

发明内容

因此，本发明的一个方面是提供一种脱除VOCs的板状催化剂的制造方法，其是将铜金属盐、锰金属盐、二氧化钛、粘土、无机纤维以及水捏拌混合成催化剂材料后，利用辊轧步骤将催化剂材料形成于金属网上，并经热处理制程，以形成脱除VOCs的板状催化剂。由于此制造方法不需要于水溶液中配置，可减少废水的排放以及制程所需时间，因此可改善已知脱除VOCs的催化剂配制过程所引起的种种问题。

本发明的另一方面则是提供一种脱除VOCs的板状催化剂，其是利用上述方法制得。

本发明的又一方面则是在提供一种脱除VOCs的方法，其特征在于此板状催化剂可脱除废气中至少95%的苯、二甲苯或甲苯。

根据本发明的上述方面，提供一种脱除VOCs的板状催化剂的制造方法。在一实施例中，此方法包含提供催化剂材料，其中上述的催化剂材料至少包含铜金属盐、锰金属盐、二氧化钛、粘土、无机纤维以及水，但不含钒、钨以及钼。然后，将催化剂材料以辊轧步骤形成于金属网的至少一面，以形成板状催化剂基材。接着，对板状催化剂基材进行热处理制程，以形成脱除VOCs的板状催化剂，上述的板状催化剂是用于脱除苯、二甲苯或甲苯以及上述的任意组合。

依据本发明一实施例，上述的催化剂材料包含20.3重量百分比至27.6重量百分比的铜金属盐、20.2重量百分比至28.6重量百分比的锰金属盐、33.6重量百分比至46.3重量百分比的二氧化钛、2.1重量百分比至4.1重量百分比的粘土、4.1重量百分比至9.5重量百分比的无机纤维以及6.8重量百分比至18重量百分比的水。

依据本发明一实施例，上述的催化剂材料包含21.7重量百分比至26.2重量百分比的铜金属盐、21.5重量百分比至25.4重量百分比的锰金属盐、35.4重量百分比至43.1重量百分比的二氧化钛、2.1重量百分比至4.1重量百分比的粘土、4.3重量百分比至9.3重量百分比的无机纤维以及7.1重量百分比至14重量百分比的水。

依据本发明一实施例，上述的铜金属盐可包括但不限于硝酸铜、醋酸铜及其任意组合。

依据本发明一实施例，上述的锰金属盐可包括但不限于硝酸锰、醋酸锰及其任意组合。

依据本发明一实施例，上述的铜与锰的原子比是1：1至1：5.5。在另一实施例中，上述的铜与锰的原子比是1：1至1：2。

依据本发明一实施例，上述的粘土的材料为含铝的硅氧化物。在另一实施例中，上述的无机纤维的材料为氧化硅。在又一实施例中，上述的金属网的材质为不锈钢。

依据本发明一实施例，上述的热处理制程是包含干燥步骤以及煅烧步骤。在一例示中，上述的干燥步骤的温度是100至150℃。在另一例示中，上述的煅烧步骤的温度是300至500℃。

根据本发明的另一方面，提供一种脱除VOCs的板状催化剂，其是利用上述的方法制得。