[发明专利]一种用于甲烷燃烧的负载钯催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明设计一种用于甲烷燃烧的负载钯催化剂及制备方法，属于催化剂的制备及其应用领域，具体而言是以结晶四氯化锡和硝酸钠反应制备的氧化锡为载体，贵金属钯作为活性金属的甲烷催化燃烧反应的催化剂。

背景技术

甲烷是最稳定的烃类，通常很难活化或氧化，且甲烷催化燃烧工作 温度较高，燃烧反应过程中产生的CO，NOx以及未完全燃烧的烃类物质会造成空气的污染，并且甲烷的不完全燃烧也降低了燃料的利用效率。因此开发高效稳定及耐高温烧结的甲烷低温催化燃烧催化剂引起国内外研究者的极大兴趣。

贵金属因为其独特的低温催化性能和抗衰老性能被广泛地应用于甲烷低温催化燃烧，其中钯具有最高的甲烷催化燃烧活性。在工业应用中，为降低催化剂的成本，提高催化剂的活性和稳定性，常采用负载型钯催化剂。

专利CN201410346085公开了一种双掺杂型复合氧化物催化剂的制备方法，并将该催化剂应用于低浓度甲烷催化燃烧反应。以柠檬酸做络合剂，将含有La、Mg、Sn和Co元素的原溶液同时反应络合，900℃下焙烧3小时形成双掺杂型复合氧化物催化剂。

专利CN201310456185公开了一种甲烷催化燃烧的铈基氧化物催化剂及其制备方法，该催化剂催化剂的以含Ce氧化物CeLa_xO_2+1.5x，其中x=0～0.25为载体，Co₃O₄为负载的活性组分。

专利CN201510040514公开了一种用于甲烷催化燃烧的催化剂及其制备方法，由CeO₂-Co₃O₄双组份载体和贵金属Pd组成，催化剂中CeO₂的质量百分含量为0.5％-5％，Pd的质量百分含量为0.1％-0.5％。

CN201310159743一种甲烷催化燃烧钯基催化剂，是以贵金属钯作为活性组分，拟薄水铝石为铝源制备的中孔氧化铝为载体。

CN201310044368公开了一种用于甲烷催化燃烧的碳纳米管载钯催化剂（Pd/MWNTs）、其制备及应用，该催化剂以碳纳米管为载体，以钯为活性组分，钯颗粒均匀的分散在碳纳米管的表面。

CN201110388703本发明提供了一种低浓度甲烷催化燃烧的催化剂及其制备方法，该催化剂包括催化活性组分、催化剂载体Al₂O₃以及金属氧化物共载体，以铂族贵金属Pd、Pt、Ru、Ir、Rh中的一种或几种组合作为催化活性组分，以Mg、La、Fe、Mn、Ni、Co、Cr、Ca金属氧化物中的至少一种作为金属氧化物共载体；利用浸渍法、均相沉淀法、共沉淀法、热分解法中的任意一种方法，制备含有共载体的催化剂前体，再经过过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型、再焙烧及还原后形成催化剂。

CN200910012670一种煤层气脱氧催化剂、其制备方法及应用，该催化剂以铂族贵金属Pd、Pt、Ru、Rh、Ir中的一种或几种组合为主要催化活性组分，以碱金属/碱土金属氧化物Na₂O、K₂O、MgO、CaO、SrO、BaO中的一种或几种组合，以及CeO₂与镧系稀土元素Pr、Nd、Sm、Eu、Gd等或/和过渡元素Y、Zr、La等或/和γ－Al₂O₃的双元或多元复合氧化物为催化助剂。

由此可见，载体作为负载型钯催化剂的主要组成部分，不仅起到活性组分钯的支撑体的作用，而且可起到助催化剂的作用，决定了钯在催化剂中的存在状态、分散状态等，从而对反应性能产生显著的影响。通过选择合适的助剂可以进一步调控钯在催化剂中的存在状态，从而提高催化反应活性以及稳定性。

发明内容

本发明提供了一种用于甲烷燃烧的负载钯催化剂及制备方法，该催化剂以钯为活性组分，稀土氧化物、碱金属或碱土金属氧化物为助剂， SnO₂为载体，在用于甲烷催化燃烧反应时，具有良好的催化活性和稳定，并且可用于超低浓度（10ppm）甲烷的催化燃烧。