[发明专利]一种双功能催化剂ABK/Y及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于催化剂领域，涉及一种双功能催化剂ABK/Y及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，各种有机溶剂的应用越来越广，随之而来问题是挥发性有化合物VOCs（Volatitle Organic Compounds）的排放量也逐年增加。

在有机物氯化生产含氯化合物如苯氯化生产氯化苯，甲苯环上氯化生产氯甲苯，甲苯侧链氯化生产氯化苄及环己烷氯化生产氯代环己烷等过程的尾气中除了大量副产的氯化氢以外，同时还夹带少量苯、甲苯或环己烷，会沉积在固体催化剂表面上而影响催化剂的活性，需要开发新型的双功能催化剂，在去除氯化氢的同时又可使有机杂质氧化（催化燃烧）成二氧化碳和水。随着人类环保意识的不断加强，环保法规的不断完善，如何能高效、清洁的去除有机氧化或氯化尾气中的有机杂质，已成为目前迫切需要解决的问题。

治理挥发性有机废气的根本途径是采用无污染的工艺，少用或者不用有害原料，控制废气排放。目前最有应用前景的消除VOCs的方法是催化燃烧法，催化燃烧法是将废气中的有机物在催化剂的作用下低温氧化分解成CO₂和H₂O，该方法显著的优点是能够在很低的浓度下进行操作，且操作温度低。

目前制备催化剂的方法主要有：沉淀法、凝胶法、浸渍法、离子交换法、热熔融法等。其中利用浸渍法制备的催化剂用率高、用量少、成本低，可灵活选用载体，为催化剂提供所需物理结构特性，且省去催化剂成型步骤，因此浸渍法是一种简单易行而且经济的方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种双功能催化剂ABK/Y。

本发明的另一目的是提供该催化剂的制备方法。

本发明的又一目的是提供该催化剂的应用。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

一种适用于催化燃烧处理有机废气的双功能催化剂ABK/Y，它主要由Y分子筛以及负载在Y分子筛表面的稀土金属、过渡金属和钾组成，Y分子筛与过渡金属的质量比为4:1，稀土金属、过渡金属与钾的摩尔比为（0.1～10）：（1～10）：1。

其中，所述的稀土金属选自镧、铈、钇、锆中的任意一种，所述的过渡金属选自铜、锰、钴、镍中的任意一种。

所述的催化剂ABK/Y通过以下方法制备得到：

（1）将稀土金属硝酸盐用去离子水溶解，得到稀土金属硝酸盐溶液，其中稀土金属摩尔浓度为0.5～10mol/L；

（2）配制过渡金属硝酸盐溶液，其中过渡金属摩尔浓度为1～10mol/L；

（3）配制含钾溶液，其中钾离子摩尔浓度为1mol/L；

（4）将步骤（1）、（2）、（3）配制的溶液按稀土金属、过渡金属与钾的摩尔比为（0.1～10）：（1～10）：1的比例混合，秤取Y分子筛，Y分子筛与过渡金属的质量比为4:1，所得混合溶液与分子筛混均，继续搅拌，静置老化一段时间；

（5）在特定温度的烘箱中烘干一段时间，然后在高温马弗炉中焙烧一段时间，得到催化剂原粉；

（6）压片后粉碎过筛取得催化剂颗粒，即为所述的催化剂ABK/Y。

步骤（3）中所述的含钾溶液为氯化钾、硝酸钾或碳酸钾溶液中的一种。

步骤（4）中所述搅拌时间是0.5～1.5h，静置老化时间为12～36h；步骤（5）中所述烘箱的温度是80～140℃，烘干时间为5h～24h，马弗炉焙烧温度为300～1000℃，焙烧时间为1h～5h；步骤（6）中过筛筛取的催化剂颗粒粒径为18～28目。

本发明所述的适用于催化燃烧处理有机废气的催化剂ABK/Y的制备方法，包含以下步骤：

（1）将稀土金属硝酸盐用去离子水溶解，得到稀土金属硝酸盐溶液，其中稀土金属摩尔浓度为0.5～10mol/L；

（2）配制过渡金属硝酸盐溶液，其中过渡金属摩尔浓度为1～10mol/L；

（3）配制含钾溶液，其中钾离子摩尔浓度为1mol/L；

（4）将步骤（1）、（2）、（3）配制的溶液按稀土金属、过渡金属与钾的摩尔比为（0.1～10）：（1～10）：1的比例混合，秤取Y分子筛，Y分子筛与过渡金属的质量比为4:1，所得混合溶液与分子筛混均，继续搅拌，静置老化一段时间；

（5）在特定温度的烘箱中烘干一段时间，然后在高温马弗炉中焙烧一段时间，得到催化剂原粉；

（6）压片后粉碎过筛取得催化剂颗粒，即为所述的催化剂ABK/Y。