[发明专利]一种钯基甲烷催化燃烧催化剂及制备和应用

权利要求书

1.一种钯基催化剂在甲烷催化燃烧中的应用，其特征在于：所述钯基催化剂的制备方法包括以下 步骤：（1）将Pd盐在水中溶解配制成浓度为1x10^-6-1x10^-1mol/L水溶液，加入表面活性剂，搅拌状态下加入还原剂，获得表面活性剂保护的Pd溶胶纳米颗粒；

（2）将介孔分子筛加至上述Pd溶胶纳米颗粒溶液中，用酸调节溶液pH值为1-5，搅拌1-12小时；

（3）将步骤（2）所得混合物过滤、洗涤、干燥和焙烧处理，得到Pd质量分数为0.1 ~ 10%的介孔分子筛负载的Pd纳米催化剂，焙烧温度为300-1000℃；

步骤（1）中所述Pd盐包括PdCl₂，Pd(NO₃)₂、Pd(OAc)₂或Na₂PdCl₄中的一种或二种以上，所述表面活性剂包括聚乙烯醇（PVA）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、乙二醇和柠檬酸钠中的一种或二种以上，表面活性剂与Pd的质量比为0.01-100；所述还原剂包括NaBH₄、叔丁基氨硼烷、水合肼（N₂H₄·H₂O）、柠檬酸钠和甲醛中的一种或二种以上，还原剂与Pd的摩尔比为0.01-100 ；

所述介孔分子筛包括SBA-15、MCM-41介孔分子筛中的一种或两种。

2.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤（1）中Pd盐水溶液中Pd²⁺的浓度为1x10^-5 ~ 1x10^-3mol/L。

3.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：所述用于调节pH值的酸为硫酸或盐酸，调节后溶液的pH值为2~5。

4.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：所述步骤（3）中干燥温度为60-150℃。

5.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：步骤（1）中表面活性剂与Pd的质量比为0.1-10；还原剂与Pd的摩尔比为0.1-10；

步骤（3）中干燥温度为80-120℃；焙烧温度为500-800℃。

6.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：采用所述催化剂，对甲烷含量为0.05-10vol.%、氧气含量为0.1-20 vol.%的气体，在空速为0.5 ~ 500L/(h•g_cat)时催化燃烧的起燃温度范围为200-400 ℃ 。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：含甲烷气氛中除甲烷和氧气之外的其它气体为氮气、氩气或氦气中的一种或两种以上。