[发明专利]用于挥发性有机化合物催化燃烧的催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种挥发性有机化合物催化燃烧催化剂制备方法，属于化学催化剂及其制备技术领域。

背景技术

挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs），根据世界卫生组织的定义沸点在50℃-250℃的化合物，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。VOCs的主要成分有：烃类、卤代烃、氧烃和氮烃，它包括：苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。VOCs的来源主要是燃料燃烧和交通运输产生的工业废气、汽车尾气、光化学污染等。其中苯系物包括苯、甲苯、二甲苯等，具有强烈的芳香气味，易燃有毒，被世界卫生组织确定为强烈致癌物质。

随着经济的快速发展，尤其是在轻工业比较集中的沿海城市，含苯系物有机废气的排放量日益增多。含苯系物有机废气毒性大，若废气直接排入大气将对环境造成严重污染，同时危害人体健康。传统的苯系物处理方法有吸附法、冷凝法、直接燃烧法等，但是这些方法处理不彻底，易生成中间产物造成二次污染，处理能耗大不符合节能减排需求，处理易受外界条件如气体浓度、温度等的影响，并且直接燃烧法有爆炸的可能，安全性不高。

催化燃烧技术是借助催化剂在低温（200~400℃）下，实现对有机物的完全氧化，具有能耗低，操作安全简便，净化效率高，中间产物少等优点，已成为处理含VOCs废气的一种主要方法。该方法目前采用的催化剂多为负载贵金属的催化剂，贵金属催化剂起燃温度低、活性高，但是稳定性普遍较差，抗中毒能力低。

因此，找到一种稳定性高、抗中毒能力强、有贵金属催化剂优点的催化剂已成为当下之急。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于挥发性有机化合物催化燃烧的催化剂的制备方法。该制备方法工艺简单，获得的催化剂具有较大比表面积、对苯系物的催化燃烧效率高、催化活性稳定、抗中毒能力强等特点，可用于工业有机废气等方面的净化处理。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种用于挥发性有机化合物催化燃烧的催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）以去离子水配成草酸溶液，将含钒化合物和镧系化合物溶解于草酸溶液中，搅拌至完全溶解；

（2）将TiO₂粉末溶于步骤（1）所得的溶液，所得混合液中各组分的摩尔比为TiO₂∶VO₃^-∶M∶H₂C₂O₄∶H₂O=1∶（0.0087~0.0351）∶（0.0023~0.0050）∶3.20∶177.50，M为镧系元素离子；在常温下搅拌8~12h，过滤洗涤后于60~80℃干燥10~14h，研磨后所得粉末于500℃煅烧3h，即得MO_x/V₂O₅-TiO₂粉末；其中MO_x为镧系氧化物CeO₂、La₂O₃、Nd₂O₃中的一种； 

（3）将步骤（2）所得MO_x/V₂O₅-TiO₂粉末与含铂化合物溶液混合，所得混合液中各组分的质量比为MO_x/V₂O₅-TiO₂∶Pt²⁺/Pt⁴⁺∶H₂O=1∶（0.001~0.005）∶40；搅拌18~24h，用去离子水洗涤3次，所得沉淀于100~120℃干燥8~12h后，于400℃煅烧5h，即得催化剂Pt/ MO_x/V₂O₅-TiO₂。

本发明中，所述的含钒化合物为偏钒酸铵。

本发明中，所述的镧系化合物为Ce(NO₃)₃·6H₂O、La(NO₃)₃·6H₂O或Nd(NO₃)₃·6H₂O中的一种。