[发明专利]一种二氧化铈改性蒙脱土负载钌催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化铈改性蒙脱土负载钌催化剂的制备方法，属于催化剂合成技术领域，所述的方法包括润湿过程、酸化过程、洗涤过程、焙烧过程、改性过程、浸渍还原过程、钌催化剂焙烧过程；本发明所述的制备方法，操作简单，蒙脱土原料来源取材方便，生产成本低，生产过程绿色环保，催化氧化反应温度低，脱除空气中甲苯效率高，具有较好的催化完全氧化活性和较高的实用价值。

技术领域

本发明属于催化剂合成技术领域，具体说涉及一种用于催化甲苯燃烧反应的二氧化铈改性蒙脱土负载钌催化剂的制备方法。

背景技术

工业生产过程中排放的主要气体污染物，如一些挥发性有机物，是一类严重影响环境及人体健康的污染物，在排放前，都要进行无害化处理。处理挥发性有机物的技术有化学方法，最有效的处理方法是利用催化剂，在较低的温度下将挥发性有机物彻底燃烧转化为CO₂和H₂O。工业催化剂种类繁多，其中贵金属催化剂在催化领域中具有极其重要的地位，如常用的钯、铑催化剂，在工业化作业中已经得到广泛应用。但由于钯、铑等贵金属在自然界中含量稀少，价格昂贵，生产成本很高，应用有所限制。

对于含有甲苯的有机废气，在无害化处理时，最理想的方法是通过燃烧法把甲苯彻底燃烧分解后，再进行排放。甲苯的燃烧方式，有直接燃烧法和催化燃烧法。直接燃烧法需要将废气加热到800℃以上的高温，使其直接燃烧进行无害化处理而达到净化。但直接燃烧法装置的自动化程度要求高、运行成本高，燃烧时易产生其他副产物，造成二次污染，而且只适合处理甲苯含量较高的废气。催化燃烧法只需要在200～300℃下，就可以完全燃烧，因此，催化燃烧方式在处理甲苯废气时，成为一种可靠的方法。在利用催化燃烧方式时，常用的有非贵金属催化剂和贵金属催化剂，贵金属催化剂可以使甲苯在较低温度下就具有较高的反应活性，使甲苯具有较低的起燃温度，分解效果较好。在贵金属催化剂中，钌催化剂具有优异的催化性能，相对于其他贵金属价格便宜，可以降低生产成本。因此，如何开发一种活性高、稳定性好、成本低的贵金属催化剂，用于处理甲苯等有机废气，保护环境，防止大气污染，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中贵金属催化剂在催化燃烧甲苯等有机废气时，价格昂贵，成本高的技术问题，提供一种用于催化燃烧甲苯等有机废气，具有活性高、稳定性好、成本低的二氧化铈改性蒙脱土负载钌催化剂的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种二氧化铈改性蒙脱土负载钌催化剂的制备方法，所述的方法包括以下步骤：

A、润湿过程，取蒙脱土原料，加入到去离子水中，搅拌，沉淀，去除上层的液体和杂质；

B、酸化过程，把经过润湿的蒙脱土加入到浓度为 0.1～10 mol/L的酸溶液中，加热，搅拌，进行酸化，酸化时间设置为2～10小时；

C、洗涤过程，经过酸化的蒙脱土过滤，用去离子水洗涤蒙脱土至中性；

D、焙烧过程，经过洗涤的蒙脱土进行干燥，压制成片层状，再进行焙烧，定形；

E、改性过程，经过焙烧、定形的片层状蒙脱土浸渍在铈盐水溶液中，然后取出，焙烧，形成二氧化铈/蒙脱土复合材料；

F：浸渍还原过程，把经过改性的二氧化铈/蒙脱土复合材料粉碎，用钌盐水溶液浸渍12～24小时，再用还原剂还原，用去离子水洗涤至中性，再进行干燥，得到钌催化剂；

G：钌催化剂焙烧过程，把钌催化剂进行焙烧，得到钌表面氧化的钌基催化剂。

进一步，上述的一种二氧化铈改性蒙脱土负载钌催化剂的制备方法，在所述的步骤B中，所述的酸溶液设置为硫酸或盐酸或硝酸，所述的酸溶液的浓度设置为0.5～5 mol/L，加热的温度设置为30～90 ℃，酸化时间设置为3～7小时。