[发明专利]卤代挥发性有机物催化燃烧粉末催化剂及制备方法以及蜂窝陶瓷整体式催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种卤代挥发性有机物催化燃烧粉末催化剂及制备方法以及蜂窝陶瓷整体式催化剂。所述粉末催化剂包括载体和活性组分，所述载体为CeO₂‑ZrO₂复合氧化物，活性组分为Ru和Mn，其中，Ru占催化剂质量的0.1～0.5％，MnO₂占催化剂质量的5～20％。进一步的以粉末式催化剂加入水和非离子表面活性剂，经球磨后制成涂覆液，涂覆于蜂窝陶瓷上，再经干燥、焙烧、制得蜂窝陶瓷整体式催化剂。本发明原料简单、生产成本低、工艺方法简单，制得的催化剂、寿命长、性能稳定、抗卤代烃中毒性能强。

技术领域

本发明涉及一种化学催化剂及其制备方法，具体的说是一种卤代挥发性有机物催化燃烧粉末催化剂、蜂窝陶瓷整体式催化剂及制备方法。

背景技术

随着经济的发展，大量排放的挥发性有机物已经成为大气污染的主要来源之一。卤代挥发性有机物具有毒性高、处理难度大等特点，成为挥发性有机物治理的难点。卤代挥发性有机物是一类重要的化工原料，广泛存在于工业生产中。同时，垃圾焚烧等过程也会产生大量的卤代有机废气，危及人类健康和生态环境。

卤代挥发性有机物的治理日益引起人们的重视。当前采用的主要治理技术包括吸附法、燃烧法、催化燃烧法和生物降解法等技术。与其他技术相比，催化燃烧法具有处理温度低，能耗低，适用性高、无二次污染等优点，在处理卤代挥发性有机物领域具有广阔的应用前景。

催化剂是催化燃烧技术的核心，当前研究较多的催化剂主要有贵金属类催化剂、复合氧化物类催化剂和钙钛矿类催化剂。贵金属催化剂是当前市场主流催化剂，多以Pt、Pd为活性组分，堇青石蜂窝陶瓷为载体。贵金属类催化剂反应活性高，但是抗卤素中毒性能较差，同时高昂的价格也限制了其应用。因此，降低贵金属负载量和提高其抗卤素中毒性能成为研究的重点。朱连利等(石油化工,2010,39(4):449-453)采用浸渍法制备了一系列非贵金属助剂改性的Pt-Pd双贵金属催化剂，研究表明，少量的非贵金属助剂可以显著提高抗溴中毒能力。由于该催化剂的活性组分仍然是以贵金属为主，因此成本并未降低。与Pt、Pd相比，贵金属Ru的价格相对较低，抗卤素中毒能力较强，受到人们的广泛关注。CN105126834A公开了一种由粉末式催化剂成型而得的贵金属钌催化燃烧含溴PTA尾气的催化剂，ZrO2、Al2O3、SiO2或ZnO修饰的金红石相TiO2为载体。该催化剂反应温度低，催化活性高，对溴代烃催化性能稳定，但是钌的负载量较高，催化剂成本高，难以大规模推广应用。经过优选的复合氧化物类催化剂和钙钛矿类催化剂活性可以接近贵金属催化剂的水平，降低了催化剂成本，但是寿命较低，工业应用较少。专利CN103894200A公布了一种Fe、Ni、Cr、Bi或Mn掺杂四氧化三钴的催化剂，该催化剂可高效催化燃烧氯代芳烃，但是强度较低，仅适用较低空速废气处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种催化活性高、寿命长、性能稳定、抗卤代烃中毒性能强的卤代挥发性有机物催化燃烧粉末催化剂。

本发明的另一目的是提供一种原料简单、生产成本低、工艺方法简单的粉末催化剂的制备方法。

本发明还提供一种催化性能好、强度高，使用寿命长、适用不同空速废气处理的蜂窝陶瓷整体式催化剂的制备方法。

本发明卤代挥发性有机物催化燃烧粉末催化剂，包括载体和活性组分，所述载体为CeO2-ZrO2复合氧化物，活性组分为Ru和Mn，其中，Ru占催化剂质量的0.1～0.5％，MnO2占催化剂质量的5～20％。

所述载体中，ZrO2和CeO2的物质的量之比为(1:19)～(1:3)。

上述卤代挥发性有机物催化燃烧粉末催化剂的制备方法，包括以下步骤：