[发明专利]一种VOCs催化燃烧催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种VOCs催化燃烧催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂制备领域。本发明提供了一种以硫酸改性的TiO₂‑CeO₂复合氧化物为载体，负载贵金属氧化钌和/或过渡金属氧化钒为活性组分的催化剂，最后包裹SiO₂壳，形成的核壳型催化剂；CeO₂具有良好的氧迁移率，能够显著增强催化剂氧化还原性能，从而具有高效VOCs催化氧化活性；而硫酸浸泡后的载体，表面酸性的增强抑制SO₂、HCl、H₂S等酸性杂质组分的吸附，活性组分RuO₂和V₂O₅亦具有抗硫性，从而显著提高催化剂的抗硫中毒能力，硅壳可抑制氯化物与活性组分的接触，避免催化剂活性组分氯中毒失活；亦可用蜂窝陶瓷为基质做成涂覆式催化剂。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，尤其涉及一种VOCs催化燃烧催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，由于原料、工艺的不同，排放来自众多行业的各种挥发性有机废气(VOCs)，具有排放量大，毒性强，易于挥发，范围广，难于预防与控制等特点，且在大气中可形成光化学烟雾，对环境造成严重污染。所以大气环境污染控制技术的开发，已经成为当前科研领域研究的重点。目前对VOCs的处理方法众多，其中催化燃烧法更为高效、节能、环境友好，在较低操作温度(200～400℃)下，可实现VOCs的完全氧化且不产生二次污染等优点，是VOCs治理最有前景的方法之一。催化燃烧法的技术核心是催化剂，同时，由于催化燃烧反应多发生在催化剂表面，因此可将活性组分负载在载体上以获得大的比表面积，这不仅能够减少活性组分的用量，而且可以提高机械强度、热稳定性和催化活性。当前常规VOCs催化燃烧已经相对成熟，但针对煤化工、制药和冶金等行业排放的一些特殊烟气中，不可避免的存在SO₂、H₂S和HCl等酸性气体，在VOCs催化燃烧时极易造成常规商业催化燃烧催化剂中毒而失活。如中国专利CN 108043473 A提供的蜂窝陶瓷载体催化剂在不含酸性气体的废气中VOCs催化燃烧具有优异的稳定性和催化转化活性，以及中国专利CN 108043398 A提供的一种抗硫型VOCs低温催化燃烧的催化剂，具有较好的耐硫性和耐受高温冲击的优点，但是它们无法在同时含SO₂、H₂S和HCl的气氛下发挥良好的催化效果，而且冷凝和溶剂洗涤等方法的处理效果有限，因此急需开发一种针对含有SO₂、HCl、H₂S等酸性杂质组分的非常规VOCs废气稳定高效的催化燃烧催化剂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种VOCs催化燃烧催化剂及其制备方法和应用。本发明提供的VOCs催化燃烧催化剂具有优异的抗硫、氯催化燃烧效果，催化效率高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种VOCs催化燃烧催化剂，以SiO₂为壳，以表面负载活性组分的载体组分为核，所述活性组分包括RuO₂和/或V₂O₅，所述载体组分为SO₄^2-/TiO₂-CeO₂复合氧化物。

优选地，所述TiO₂-CeO₂复合氧化物中TiO₂的质量分数为50～70％，CeO₂的质量分数为30～50％。

优选地，所述核中RuO₂的质量分数为0.05～0.5％。

优选地，所述核中V₂O₅的质量分数为1～5％。