[发明专利]一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂及其制备方法，该催化剂使用以硅钛复合氧化物修饰的铈锆固溶体为基础载体，通过浸渍方法担载以乙二醇还原法合成的贵金属颗粒，最终制备得到VOCs催化氧化催化剂。本发明制备得到的复合催化剂具有对VOCs较好的催化活性，能够耐受高温冲击及具有较好的耐硫性等优点。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，具体为一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂及其制备方法。

背景技术

挥发性有机物VOCs对环境造成越来越严重的破坏，对人类健康带来愈发严重的损害。催化燃烧法能将VOCs在较低温度下进行无焰燃烧，并最终转化为CO₂和H₂O等无害物质，是目前较为安全、应用最广泛的VOCs净化技术。目前，VOCs处理用催化剂主要采用贵金属(Pd、Pt、Ru等)作为活性组分，工业废气中不可避免的存在SO₂、H₂S等含硫物质，对贵金属催化剂的耐硫稳定性提出了更高的要求。

CeZr固溶体中因具有独特的晶体结构，具有较强的储氧能力和热稳定性，是一种优良的载体，但其抗硫中毒性能还需持续提高。专利CN 201510865765制备了一种具有抗硫性能的铈锆复合氧化物负载钙钛矿型催化剂，其以添加贵金属的La_1-xSr_xMnO₃钙钛矿为活性组分，使催化剂在催化燃烧VOCs过程中达到较高的催化剂反应活性，并且具有较强的抗硫中毒性能。专利CN 201710173819提供了一种粒径可为300nm，壳层厚度为30nm的具备核壳结构的脱硝催化剂，具体为先采用水热法合成四氧化三铁粒子，然后加入硅钛源形成Fe₂O₃@m-SiTi结构催化剂，具有耐氯耐硫中毒、耐高空速的突出性效果。上述制备方法采用水热法仍制约了其规模化生产应用。探寻简便方法制备高稳定性且良好耐硫特性的催化剂仍是当前亟需解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂,首先使用含有Si源、Ti源的乙醇溶液加入到CeZr固溶体上，合成经SiTi修饰的CeZr载体；随后将通过乙二醇还原法制备得到的纳米金属颗粒负载其上，最终得到耐高温抗硫型的VOCs催化氧化催化剂；

其制备方法包括以下步骤：

A、称取一定量的CeZr粉体加入乙醇和氨水，搅拌得到混合液A；

B、剧烈搅拌条件下，在上述混合液中滴加混合液B，得混合液C；所述混合液B为含有Si源、Ti源的的乙醇溶液；CeZr、Si、Ti的原子比为(60-95):(3-25):(2-15)；

C、混合液C搅拌1小时后升温到80℃老化2小时，得到包裹的CeZr@SiTi浆料，经抽滤后，直接将滤饼进行110℃烘干，然后研磨成粉，得到粉体CeZr@SiTi；

D、将得到CeZr@SiTi粉体和一定质量的贵金属盐加入到乙二醇中，搅拌1小时后调整pH值到13，然后升温至145℃搅拌5小时，冷却至室温，然后用盐酸调整溶液的pH为2，再搅拌12小时，使贵金属颗粒负载在CeZr@SiTi粉体，得到M/CeZr@SiTi浆料；

E、将冷却好的浆料进行抽滤，多次水洗后去除氯离子及钠离子，经抽滤、烘干后在400-700℃焙烧2-6H即得最终催化剂。

优选的，所述步骤B中Si源可为四乙基硅烷、四甲基硅烷、十六烷基三甲基硅烷或硅酸四乙酯中的一种；Ti源为钛酸四丁酯。

优选的，所述步骤D中贵金属盐采用氯铂酸、氯钯酸、氯金酸、氯铑酸、氯化钌中的一种或几种。