[发明专利]一种用于丙烷完全氧化的催化剂及其制备方法

说明书

一种用于丙烷完全氧化的催化剂及其制备方法，由载体和活性组分组成，载体为SnO₂‑Nb₂O₅，SnO₂与Nb₂O₅的质量百分比为2:1；活性组分是Pt和V₂O₅，Pt质量百分含量为载体的2wt.％，V₂O₅质量百分含量为载体的1～10wt.％，催化剂采用机械混合和共浸渍法相结合制备，先制备SnO₂‑Nb₂O₅载体，再通过共浸渍把Pt、V₂O₅负载到SnO₂‑Nb₂O₅载体上，然后120℃干燥，最后在500℃空气气氛焙烧4小时得到催化剂。该催化剂制作工艺简单、重现性好、活性高、稳定性好的具有优异性能。

技术领域

本发明涉及一种化学催化剂及其制备方法，尤其涉及一种用于丙烷完全氧化的催化剂及其制备方法。

背景技术

随着工业的快速发展，环境污染问题，尤其是空气污染已经成为当今人们最关注的的问题之一。大气中的挥发性有机物与NO_X光照情况下发生光化学反应，产生臭氧及光化学烟雾污染。因此，减少大气中挥发性有机物的污染是改善大气环境的关键。烷烃是挥发性有机物(VOCs)污染物之一，主要来源于煤炭加工，石油炼制和天然气加工等工业废气的排放以及汽油、柴油等化石燃料的不完全燃烧。而且，在挥发性有机物中，烷烃是最难氧化的一类有机物，催化完全氧化法是消除这些有机物的有效手段。如何开发研制更为高效的烷烃类挥发性有机物的消除催化剂是一直努力的目标。

丙烷是烷烃中比较有代表性的物质，中国专利CN103990460A和中国专利CN103990461A公开了一种将不同过渡金属盐溶液滴入碱性溶液中，经过洗涤、干燥、焙烧得到一系列对丙烷催化氧化的不同过渡金属氧化物催化剂。该系列催化剂对丙烷进行催化氧化，达到90％丙烷转化率的最低温度基本超过250℃，且由于催化剂是在300℃空气气氛中焙烧3小时制得的，由于催化剂制备的焙烧温度低，导致催化剂的应用范围受到限制。除此之外，由于该方法要将过渡金属加入到碱溶液中，洗涤产生的废液过多，对环境造成污染。中国专利CN104383925A公开了一种采用共沉淀将金属物种掺杂到氧化镍中的丙烷催化燃烧消除的催化剂。该催化剂对丙烷进行催化氧化，达到90％的丙烷转化率的最低温度在280℃左右，且该方法在制备催化剂的的过程控制要求较高，制备过程比较复杂。中国专利CN105214687A采用三氯化钌为前驱体等体积浸渍法制备负载型钌催化剂用于丙烷低温催化氧化，催化剂用稀氨水洗涤过滤数次欲实现氯离子的去除，工艺繁琐，而且催化剂中的氯离子难以完全去除影响催化剂的活性及使用寿命。

综合上述有关丙烷完全氧化催化剂的制备方法。针对催化剂而言，完全转化的温度较高，且催化剂稳定性不高，不能重复使用。同时在催化剂的制备上，工艺过程较为繁琐，制备催化剂的的过程控制要求较高，对环境有一定的污染，使用范围不广泛，不适用于当前的工业应用。

发明内容

为了克服现有的丙烷完全氧化催化剂的不足，本发明提供一种制作工艺简单、重现性好、活性高、稳定性好的具有优异性能的用于丙烷完全氧化的催化剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明是采取的技术方案为：

一种用于丙烷完全氧化的催化剂，该催化剂由载体和活性组分组成，催化剂所用载体为SnO₂-Nb₂O₅，载体中SnO₂与Nb₂O₅的质量百分比为2:1；催化剂所用活性组分是Pt和V₂O₅，Pt质量百分含量为载体的2wt.％，V₂O₅质量百分含量为载体的1～10wt.％，活性组分采用共浸渍法进行负载。