[发明专利]一种废气净化多效催化剂及废气净化方法

说明书

本发明公开了一种废气净化多效催化剂，包括：基底，位于所述基底之上和/或内的助催化剂层，以及位于所述助催化剂层之上的主催化剂层；所述助催化剂包括载体和负载在所述载体上的贵金属；所述主催化剂包括金属改性的分子筛和/或CeO₂‑ZrO₂‑TiO₂氧化物。将该催化剂用于净化含有碳氢化合物和氮氧化物中的一种或多种的废气时特别有效。所述的多效催化剂能够直接利用所述废气中的烃类作为还原剂将氮氧化物还原为无害的N2，同时又能够有效降低废气中多余烃类的浓度。与常规的处理含有碳氢化合物和氮氧化物废气流的方法相比，无需额外通入NH3来还原氮氧化物。

技术领域

本发明涉及一种废气净化多效催化剂及其制备方法，以及使用该催化剂进行废气净化的方法，属于催化剂领域。

背景技术

采用催化剂来净化不同来源的废气已经是比较成熟的技术手段之一。其中催化氧化(Catalytic Oxidation,CO)和选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)技术基本能够满足大多数废气，尤其是工业废气的净化要求。催化氧化过程通过废气中的高比例的氧和合适的催化剂，高效去除包括烃类、醇类、酯类、酸、苯系物等多种VOCs；而选择性催化还原，尤其是以NH₃作为还原剂的选择性催化还原，广泛用在固定源和移动源废气中NO_x的净化。无论是催化氧化催化剂还是选择性催化还原催化剂，现有公开的文献或专利都有较多的报道(Hao等人，Chemical Reviews，119，4471(2019)，Kamal等人，AtmosphericEnvironment，140，117(2016)，Beale等人，Chemical Society Reviews，44，7371(2015))。CN 107952441A公开了一种丙烷催化燃烧复合氧化物催化剂的制备方法及其应用。所述的方法采用铈钴复合氧化物作为丙烷催化燃烧催化剂，具有活性高、稳定性好、起燃温度低、成本低的优势。CN 106475128A提供了一种工业废气净化催化剂的制备方法。采用该方法提高了催化剂的抗烧结性能，提高了催化剂的稳定性，并且在苯系物的净化过程中表现出优秀的催化活性和稳定性。US 8715618B2公开了一种Cu掺杂的CHA型分子筛催化剂，具有高效的NO_x脱除效率。CN 105032387A公开了一种低温脱硝催化剂，解决现有技术中催化剂在低温条件下对NH₃的化学吸附能力较差的问题。

从已有的公开技术和文献来看，当遇到废气中组分复杂的情况时，尤其是既含有需要氧化过程去除的成分，例如烃类、酯类、苯系物等；又有需要还原的NO_x时，由于CO催化剂和SCR催化剂在组成上差异较大，任意一种单一类型的催化剂都不可能达到同时净化上述成分的目的，这就要求往往需要同时采用CO和SCR技术(不同的反应流程、反应器和反应条件)才能达到废气净化的要求，导致企业的环保成本居高不下。针对此，理想的方案是设计一种催化剂具有同时净化不同组分的能力，简化流程，节约成本。本发明即满足了这种需要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种废气净化多效催化剂及其制备方法。将该催化剂用于净化含有碳氢化合物和氮氧化物中的一种或多种的废气时特别有效。所述的多效催化剂能够直接利用所述废气中的烃类作为还原剂将氮氧化物还原为无害的N₂，同时又能够有效降低废气中多余烃类的浓度。与常规的处理含有碳氢化合物和氮氧化物废气流的方法相比，无需额外通入NH₃来还原氮氧化物。

根据本发明的一个方面，提供了一种废气净化多效催化剂，包括：

基底，主催化剂和助催化剂；

基底，位于所述基底之上和/或内的助催化剂层，以及位于所述助催化剂层之上的主催化剂层；

所述助催化剂包括载体和负载在所述载体上的贵金属；