[发明专利]一种用于丙烷完全氧化的Pt基催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于丙烷完全氧化的Pt基催化剂，由载体、助催剂、活性成分组成，所述载体为ZrO₂，助催剂为MoO₃，活性成分为Pt；本发明还提供了制备所述催化剂的方法，包括(1)将草酸溶液与四水合钼酸铵混合，得到溶液A；(2)向溶液A加入Pt(NO₃)₂、ZrO₂、甲酸，得到混合溶液B；(3)将混合溶液B经搅拌，然后依次进行干燥、焙烧，最终得到所述催化剂。本发明的优点在于，得到一种在较低温度下能够催化丙烷完全氧化的催化剂，且该催化剂稳定性能好，制备方法易操作，能够规模化生产。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体为一种用于丙烷完全氧化的Pt基催化剂及其制备方法。

背景技术

随着工业化进程的快速推进，日益突出的环境问题严重危害人类和社会的健康发展，其中大气污染所带来的危害尤为严重。挥发性有机污染物(VOCs)是形成光化学烟雾和臭氧的重要前提物。因此，挥发性有机污染物的有效治理对人类和社会健康发展起着决定性的作用。治理VOCs的方法多种多样，催化燃烧法因其处理温度相对较低、能耗小、不易产生二次污染等优势，被认为是消除挥发性有机物最有效的方法之一。在众多挥发性有机物中，烷烃的化学性质最稳定，需要更高的温度才能将其完全氧化。因此，开发一种在较低温度下能够催化烷烃完全氧化的催化剂是一个严峻的挑战。

目前，对于烷烃催化氧化活性较好的主要是Pt基催化剂。丙烷是烷烃中比较有代表性的物质，中国专利CN105214687A公开了一种在不同金属掺杂的氧化铝载体上负载Ru催化剂。首先通过共沉淀法制备Ni、Cu、Mg、Co和Mn掺杂的Al₂O₃载体，然后通过浸渍、干燥得到一系列Ru基催化剂，最后在10％H₂-Ar气氛中经500℃还原3h后用于丙烷完全氧化。其中4.5wt％Ru/NiAl₂O₄催化剂活性最佳，达到90％丙烷转化率的最低温度为232℃。由于该催化剂在催化丙烷氧化时，需要预先在10％H₂-Ar气氛中还原，并且在反应气氛中引入0.5％水汽后，催化剂出现明显失活现象，导致催化剂的应用范围受限。中国专利CN103990460A公开了一种过渡金属氧化物用于丙烷完全氧化的催化剂。其中Co₃O₄活性最好，达到90％的丙烷转化率最低温度为220℃，且该催化剂仅适用于低浓度烷烃化合物的净化。中国专利CN107469856A公开了一种Rh-Pd/Fe₃O₄-LaF₃-CeF₃-BN催化剂用于丙烷完全氧化。达到99.9％的丙烷转化率最低温度为275℃。中国专利CN 107537524A公开了Pt/SnO₂/AlF₃·C催化剂用于丙烷燃烧。在反应温度为275℃时丙烷完全燃烧转化率达到99.9％。中国专利CN109821536A公开了一种Pt-V₂O₅/SnO₂-Nb₂O₅催化剂用于丙烷完全氧化。达到99.9％的丙烷转化率最低温度为305℃。

综合以上关于丙烷完全氧化的催化剂，有的用于丙烷完全氧化时温度较高，催化剂的活性有待提高。在温度较低时就能使丙烷完全氧化的催化剂种类并不十分丰富，所以，为了丰富在较低温度下使丙烷完全氧化催化剂的种类，从而降低对环境无污染的处理烷烃类化合物的成本，本发明提供一种使丙烷完全氧化Pt基催化剂及其制备方法。

发明内容

为解决上述现有技术中的问题，本发明公开了一种用于丙烷完全氧化的Pt基催化剂及其制备方法，实现的目的为得到一种在较低温度下能够催化丙烷完全氧化的催化剂，且该催化剂稳定性能好，制备方法易操作，能够规模化生产。