[发明专利]含湿VOCs催化氧化整体式催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.含湿VOCs催化氧化整体式催化剂，其特征在于，由蜂窝载体、负载于所述蜂窝载体上的复合稀土氧化物涂层、负载于所述复合稀土氧化物涂层上的活性组分和覆盖于催化剂表面的疏水性组分组成，所述蜂窝载体为堇青石蜂窝载体，所述复合稀土氧化物涂层为掺杂稀土成分的复合氧化锆涂层，所述活性组分包括过渡金属组分和贵金属组分，所述疏水性组分为疏水硅材料，所述复合稀土氧化物涂层的负载质量为堇青石蜂窝载体质量的5％～15％，所述过渡金属组分的负载质量为堇青石蜂窝载体质量的1％～10％，所述贵金属组分的负载质量为堇青石蜂窝载体质量的0.2％～1％。

2.根据权利要求1所述的含湿VOCs催化氧化整体式催化剂，其特征在于，所述堇青石蜂窝载体的网眼密度为200孔/平方英尺，壁厚为0.25mm。

3.根据权利要求1所述的含湿VOCs催化氧化整体式催化剂，其特征在于，所述掺杂稀土的复合氧化锆涂层中的稀土成分为氧化钇或/和氧化铈。

4.根据权利要求1所述的含湿VOCs催化氧化整体式催化剂，其特征在于，所述过渡金属组分为CuO或/和MnO，所述贵金属组分为PdO或/和PtO。

5.根据权利要求1所述的含湿VOCs催化氧化整体式催化剂，其特征在于，所述复合稀土氧化物涂层的负载质量为堇青石蜂窝载体质量的8％～12％，所述过渡金属组分的负载质量为堇青石蜂窝载体质量的2％～5％，所述贵金属组分的负载质量为堇青石蜂窝载体质量的0.25％～0.5％。

6.一种制备如权利要求1～5中任一权利要求所述含湿VOCs催化氧化整体式催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将堇青石蜂窝载体进行酸化处理，然后洗涤至中性并在120℃～130℃的条件下干燥；

步骤二、将锆可溶性盐和稀土可溶性盐溶解于水中配置成金属离子当量为1.0mol/L～1.5mol/L的复合金属盐溶液，然后将复合金属盐溶液与2mol/L～4mol/L的氨水溶液进行并流共沉淀，控制并流共沉淀反应体系的pH为8～10，并流共沉淀完成后在70℃～80℃老化处理2～4h，再经过滤和洗涤后依次在120℃～130℃的条件下烘干6h～12h，在400℃～500℃的条件下焙烧4h～6h，再加入去离子水球磨制成掺杂稀土成分的复合氧化锆涂覆液；

步骤三、将步骤一中经干燥后的堇青石蜂窝载体加入到步骤二中掺杂稀土成分的复合氧化锆涂覆液浸渍15min～30min，取出后去除残液，依次进行在80℃～100℃的条件下烘干6h～12h，在400℃～500℃的条件下焙烧4h～6h，重复上述浸渍和烘干、焙烧工艺，直至在堇青石蜂窝载体上负载目的涂覆量的掺杂稀土成分的复合氧化锆涂层，得到负载复合稀土氧化物涂层的堇青石蜂窝载体；

步骤四、将步骤三中得到的涂覆复合稀土氧化物的堇青石蜂窝载体加入到过渡金属的可溶性盐溶液中浸渍6h～12h，然后依次在120℃～130℃的条件下烘干5h～12h，在250℃～300℃的条件下焙烧4h～6h，得到负载过渡金属组分的堇青石蜂窝载体；

步骤五、将步骤四中得到的负载过渡金属组分的堇青石蜂窝载体加入到贵金属的可溶性盐溶液中浸渍6h～12h，然后依次在120℃～130℃的条件下烘干6h～12h，在300℃～400℃的条件下焙烧2h～4h，得到负载过渡金属组分和贵金属组分的堇青石蜂窝载体；

步骤六、将步骤五中得到的负载过渡金属组分和贵金属组分的堇青石蜂窝载体加入到质量浓度为10％～50％的含疏水基团的硅材料DMF溶液中，在温度为80℃～100℃的条件下加热回流1h～2h，取出后在120℃～130℃的条件下烘干6h～12h，得到含湿VOCs催化氧化整体式催化剂。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤一中所述酸化处理的具体过程为：将堇青石蜂窝载体浸入0.2mol/L～1.0mol/L的硝酸溶液中，在温度为60℃～80℃的条件下恒温处理1h～4h。