[发明专利]分子筛催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种分子筛催化剂，其包括含有X型分子筛及二氧化钛的蜂窝载体和负载于该载体上的非贵金属氧化物，其中所述非贵金属氧化物选自钴钼复合氧化物和/或钴铬复合氧化物。本发明还公开了该分子筛催化剂的制备及应用方法。本发明的分子筛催化剂可在不含贵金属或稀土元素的情况下实现对有机废气特别是含溴的有机废气的高活性催化处理。

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一些用于有机废气处理的不含贵金属元素的催化剂。

背景技术

挥发性有机化合物(VOCs)即有机废气通常具有挥发性大、容易逸散、且易燃易爆等特点，是一类严重危害人类健康、污染环境的大气污染物，主要来自石油化工、制药、印刷、喷漆、机动车、制鞋等行业。

VOCs主要包括烃类、BTX(苯、甲苯、二甲苯)、氯代甲烷、氯代乙烯，含杂原子衍生物(主要包括醛、酯、酸、硫、醇、胺等)，还包括甲醛、氯代苯等。VOCs不仅直接危害公众健康，影响动植物的生长和人类健康，对人的眼、鼻、呼吸道有强烈刺激作用，对心、肺、肝等内脏以及神经系统产生有害影响，甚至造成急性和慢性中毒，可致畸、致癌、致突变。多数VOCs进入大气能够破坏臭氧层，形成臭氧层的空洞，或者与臭氧发生光化学反应形成光化学烟雾等，此外VOCs还是PM2.5的前驱物，能够形成雾霾天气。因此，控制VOCs污染已经成为大气污染防治的一项重要工作。

传统的有机废气净化方法包括吸附法、冷凝法、膜分离法、光催化法和催化燃烧法等，在这些方法中，催化燃烧法是最节能、经济、高效和环境友好的VOCs治理方法。催化燃烧法的核心在于催化剂的选择，常见的催化燃烧用催化剂包括贵金属型催化剂，如Pt、Pd、Rh等，其催化活性高、适用广泛，但抗卤素性能差、容易中毒，同时资源稀少、价格昂贵；另外包括氧化物类催化剂，其抗卤素性能较好，同时价格更低廉，但现有技术中公开的该类金属复合氧化物类催化剂中通常仍然含有贵金属元素或含有稀土元素，使其成本仍然较高、原料获取难度较大，同时单独使用时催化效率低，而负载使用时的固定性不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中通过催化燃烧法处理含溴有机废气的催化剂价格昂贵、抗毒性差等问题，提供一种新的分子筛催化剂。本发明所解决的技术问题之二，是提供与技术问题一相对应的催化剂的制备方法。本发明所解决的技术问题之三，是提供与技术问题一相对应的催化剂在处理含溴有机废气中的应用。

本发明首先提供了如下的技术方案：

一种分子筛催化剂，包括含有X型分子筛及二氧化钛的蜂窝载体和负载于该载体上的非贵金属氧化物，其中所述非贵金属氧化物选自钴钼复合氧化物和/或钴铬复合氧化物。

根据本发明的分子筛催化剂的一些实施方式，所述X型分子筛与所述二氧化钛的质量比为(10～20):1，优选为(12～18):1，更有优选(14～16):1。

根据本发明的分子筛催化剂的一些实施方式，单位体积的蜂窝载体负载的非贵金属氧化物的含量为30～180g/L。

上述实施方式中，单位体积的蜂窝载体的负载含量c可通过下式计算得到：

根据本发明的分子筛催化剂的一些实施方式，所述钴钼复合氧化物中钴元素与钼元素的物质的量的比为(5～15):1。

根据本发明的分子筛催化剂的一些实施方式，所述钴钼复合氧化物中钴元素与钼元素的物质的量的比为(7～12):1。

根据本发明的分子筛催化剂的一些实施方式，所述钴铬复合氧化物中钴元素与铬元素的物质的量的比为(5～15):1。

根据本发明的分子筛催化剂的一些实施方式，所述钴铬复合氧化物中钴元素与铬元素的物质的量的比为为(7～12):1。