[发明专利]具有低温活性挥发性有机污染物净化的催化剂及制备方法

说明书

本发明涉及一种具有低温活性挥发性有机污染物净化的催化剂及制备方法，包括载体，所述载体为堇青石蜂窝载体，载体上涂覆有用于工业挥发性有机污染物净化的氧化性涂层，涂层中采用氧化铝作为贵金属Pt和Pd的负载基体，Mn‑Ce‑Zr复合氧化物的合成并添加促进了VOCs催化剂对有机污染物的高效转化。采用本发明制备的VOCs催化剂采用较少的贵金属量即可达到较高的转化率，即采用本发明制备VOCs催化剂拥有更低有机物污染物完全转化温度，即较低HCT100；重要的是，Mn‑Ce‑Zr复合氧化物的价格较贵金属价格更低，因此催化剂的生产成本更低。通过溶胶凝胶法所制备的Mn‑Ce‑Zr复合氧化物的运用，使得VOCs催化剂的耐久性能得到提高，同时该VOCs催化剂对CO也有较好的处理效果。

技术领域

本发明涉及一种具有低温活性挥发性有机污染物净化的催化剂及制备方法，属于催化剂制备技术领域。

背景技术

挥发性有机物是一类有机化合物的统称，它与颗粒物一样，是一大类大气污染物，它主要来源于工业排放的废气，如造纸、油漆涂料、采矿等，以及交通工具所排放的废气，如柴油车、天然气等能源车排放的废气。

挥发性有机污染物对环境、动植物的生长及人类健康造成了极大的伤害，从而加重大气环境的恶化，因此受到世界各国的重视。许多发达国家都颁布了相应的法规来限制有机污染物的排放。

有机污染物排放量的降低可以从多种途径去实现，有些工业废气可以通过清洁生产作为途径去实现，但是在相当长的历史阶段，人类活动不可避免的有大量的有机污染物排放，因此，有机污染物排放控制技术是大气污染控制的重要手段。有机污染物的排放控制技术主要包括催化氧化(燃烧)技术、吸附和吸收技术、生物净化技术、光催化氧化技术和等离子净化技术等。

催化氧化(燃烧)法是指有机污染物在催化剂的作用下发生完全氧化反应，借助催化作用，有机污染物可在较低温度(小于500℃)下进行催化燃烧，其去除率通常高于95％。根据所处理的气流中有机污染物种类的不同，所采用催化的种类也有所不同。迄今为止，催化氧化有机污染物的催化剂主要包括钙钛矿复合氧化物催化剂(非贵金属氧化物催化剂)和贵金属负载型催化剂，前者具有较低的起燃温度和比较低的原料价格得到科学界及工业界的高度重视。

目前VOC催化剂涂层存在有机污染物种起燃温度偏高，对于工业催化领域，不利于有机污染物种的去除，因为低温时，CO和贵金属的吸附能力较强，活性位被CO占据，只有当CO脱附反应完成后，有机物物种的反应才开始，较高COT50会抑制有机污染物种物种的反应，另外，贵金属负载催化剂的贵金属的用量太大，催化剂的生产成本太大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有低温活性挥发性有机污染物净化的催化剂及制备方法，制备得到的催化剂具有更好有机污染物及CO低温氧化活性，而且耐久性更好。

按照本发明提供的技术方案，所述具有低温活性挥发性有机污染物净化的催化剂，其特征是：包括载体，所述载体为堇青石蜂窝载体，所述载体上涂覆有氧化性催化剂涂层，氧化性催化剂涂层的涂覆量为50～200g/L；所述氧化性催化剂涂层的主要成分为Al₂O₃、Mn-Ce-Zr复合氧化物和ZrO₂溶胶，所述氧化性催化剂涂层中含有贵金属，贵金属的用量为5～120g/ft³；

进一步地，所述贵金属为Pt和Pd，Pt和Pd的质量比为1:2～5:1。

所述具有低温活性挥发性有机污染物净化的催化剂的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)合成Mn-Ce-Zr复合氧化物：