[发明专利]废气处理催化剂及其制备方法以及废气催化氧化处理方法

说明书

本发明涉及催化剂制备领域，公开了一种废气处理催化剂及其制备方法以及废气催化氧化处理方法，该催化剂包括：载体和分布在载体表面的活性组分涂层，以所述活性组分涂层的总重量为基准，所述活性组分涂层含有0.005‑4重量％的贵金属、86‑99.5重量％的基质和0.4‑10重量％的含钛粘结剂，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为5‑50重量％。采用本发明提供的方法制得的催化剂，催化效率高、稳定性好，耐水气冲刷能力强，在达到相同催化效果时，贵金属用量少。使用本发明提供的催化剂处理工业废气，可以得到达到安全无毒无污染排放标准的废气。

技术领域

本发明涉及催化剂制备领域，具体涉及一种废气处理催化剂及其制备方法以及废气催化氧化处理方法。

背景技术

在化工、电子、医药、涂料、新材料加工以及汽车行业工业化生产过程中，会排放出大量工业废气，它们是大气污染物主要来源。据统计，我国工业废气年排放量约在2000万吨以上，而且随着国民经济发展，必将呈现快速增长的趋势。工业废气包括氢气(H₂)等易燃易爆气体、挥发性有机气体(VOCs)和CO等有毒有害气体，易在含脂肪丰富的组织中蓄积，且大都具有致癌、致畸、致突变性，引发中毒死亡，对环境、动植物生长以及人体健康造成巨大危害，从而给国民经济造成巨大损失。现有国内外工业废气的治理方法一般包括回收技术和销毁技术，其中销毁技术中的催化燃烧法因具有起燃温度低、能耗低、效率高、无二次污染、适用范围广等优点，已在欧洲各国、美国、日本等得到广泛应用，目前国内工业废气工程治理方法也以催化燃烧法为主。然而目前我国工业应用的催化燃烧催化剂以采用进口催化剂为主，主要供应商有Engelhard、Johnson Matthey、Allied Signal、UOP、BASF以及Topsoe等公司，且以Pt、Pd、Ru等贵金属为活性组分，蜂窝陶瓷为载体。

CN1986035A公开了一种汽车尾气的净化方法，该催化剂能够在相对较低起燃温度下实现对CO、HC、NOx的净化，但达到预期净化目标需使用较多的贵金属，并且在使用一段时间后活性组元会从载体上脱落。

CN1488435A公开了一种催化燃烧催化剂及其制备方法，该催化剂具有较高的催化燃烧有机废气转化效率，但需使用较高含量的贵金属元素，且具有价格昂贵、抗毒性能差和普遍适用性能差等缺点。

CN101138728A涉及净化有机废气金属氧化物混合物催化剂及其制备方法，该方法包括一次性在堇青石载体上负载铈镧锆混合氧化物改性的活性氧化铝涂层与含多种金属氧化物混合物的活性组分，其具有催化效率高、制备简单和成本低易于推广等特点，然而该催化剂易被工业废气中还原性气体(CO)还原而失活。

因而开发具有高效廉价、环境友好、强度持久催化剂已成为当前国内外催化氧化催化剂的研究热点和应用趋势。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的废气处理催化剂制备成本高、使用周期短和稳定性差的缺陷，提供一种废气处理催化剂及其制备方法以及一种废气催化氧化处理方法。本发明提供的催化剂催化效率高、稳定性好。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种废气处理催化剂，该催化剂包括：载体和分布在载体表面的活性组分涂层，以所述活性组分涂层的总重量为基准，所述活性组分涂层含有0.005-4重量％的贵金属、86-99.5重量％的基质和0.4-10重量％的含钛粘结剂，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为5-50重量％。

第二方面，本发明提供一种废气处理催化剂的制备方法，该方法包括：

(1)将基质和水打浆并研磨，得到基质浆液，然后与硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶混合，得到第一浆液；

(2)用所述第一浆液浸泡载体并进行第一干燥以在所述载体表面形成基质涂层，得到半成品催化剂；

(3)采用含有含贵金属的化合物的溶液浸渍所述半成品催化剂，然后进行第二干燥和第二焙烧以得到分布在载体表面的活性组分涂层。