[发明专利]一种负载型VOCs催化燃烧催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种负载型VOCs催化燃烧催化剂的制备方法，所述催化剂以堇青石陶瓷为载体，载体上自内向外依次包覆涂层和活性组分，所述涂层为具有三维多孔蜂窝骨架结构的三元固溶体，分子式为Ce_x-Zr_y-Ti_1-x-y-O₂，所述活性组分是钴铈复合氧化物，以载体的质量为基准，涂层和活性组分负载量的质量百分含量分别为5％～10％和5％～20％，其特征在于，包括以下步骤：

(1)载体预处理

(2)催化剂涂层的制备

采用络合浸渍法制备三维多孔蜂窝骨架结构的三元固溶体Ce_x-Zr_y-Ti_1-x-y-O₂，按摩尔配比配制铈盐、锆盐、钛的混合溶液，加入络合剂，水浴中蒸煮，使之呈现溶胶状，然后将堇青石陶瓷载体置于溶胶中，取出晾干，干燥，焙烧，制得Ce_x-Zr_y-Ti_1-x-y-O₂涂层改性的堇青石陶瓷载体；

(3)催化剂活性组分的制备

采用原位自燃合成法制备活性组分钴铈复合氧化物，配制一定质量浓度钴盐、铈盐和有机模板剂的混合溶液，待搅拌完全溶解后，将Ce_x-Zr_y-Ti_1-x-y-O₂涂层改性的堇青石载体浸渍于该溶液中，浸渍饱和后取出，自然晾干陈化，程序升温加热干燥，促进有机模板剂中的孤对电子与金属离子的空轨道结合，形成稳定的笼状结构，实现在表面原位合成活性组分的前驱体，高温焙烧，制备出活性组分的均匀分散，载体与涂层、活性组分与涂层之间结构的高强结合的催化剂。

2.根据权利要求1所述负载型VOCs催化燃烧催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，载体预处理方法如下：

取堇青石蜂窝陶瓷载体，将其浸渍5～20wt％的硝酸溶液中，加热至沸腾，热处理1h～4h后取出，在超声波辅助下水清洗直至溶液显中性，烘干、焙烧，备用。

3.根据权利要求2所述负载型VOCs催化燃烧催化剂的制备方法，其特征在于，

所述载体预处理过程中，烘干温度80～100℃，焙烧条件400～550℃，0.5～1h；

所述催化剂涂层的制备过程中，烘干温度80～120℃，焙烧条件400～650℃，2～6h；

所述催化剂活性组分的制备过程中，高温焙烧条件450～750℃，2～6h。

4.根据权利要求1或3所述负载型VOCs催化燃烧催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂活性组分的制备过程中，程序升温加热干燥的条件为：5℃/min至200～250℃，保温0.5～2h。

5.根据权利要求1所述负载型VOCs催化燃烧催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和(3)中，铈盐为硝酸铈、氯化铈和醋酸铈中的一种或几种，所述步骤(2)中，锆盐为硝酸锆、氧氯化锆和醋酸锆中的一种或几种，钛源为一水草酸钛氧铵和/或硫酸钛，络合剂为柠檬酸、甘氨酸和丙烯酰胺中的一种或几种，所述步骤(3)中，钴盐为硝酸钴、氧氯化钴和醋酸钴中的一种或几种，有机模板剂为多羟基有机酸。

6.根据权利要求5所述负载型VOCs催化燃烧催化剂的制备方法，其特征在于，所述多羟基有机酸为苹果酸、柠檬酸和草酸中的一种或几种。

7.由权利要求1所述负载型VOCs催化燃烧催化剂的制备方法得到的负载型VOCs催化燃烧催化剂。

8.根据权利要求7所述负载型VOCs催化燃烧催化剂，其特征在于，所述Ce_x-Zr_y-Ti_1-x-y-O₂中，0<x<1，0<y<1，x+y<1。

9.根据权利要求7所述负载型VOCs催化燃烧催化剂，其特征在于，所述钴铈复合氧化物中，摩尔比为Ce/Co＝0.01～1。