[发明专利]一种钙钛矿型整体式催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种钙钛矿型整体式催化剂，其特征在于：包括活性组分，疏硫处理的载体和成型辅料；其中所述活性组分为钙钛矿ABO₃型复合金属氧化物，活性组分占催化剂总质量的5%~30%，所述疏硫处理的载体占催化剂总质量的50~80%，所述成型辅料占催化剂总质量的2%~25%；所述活性组分、疏硫处理的载体和成型辅料的质量百分比之和为100%；

所述活性组分中A位元素为Bi及选自La、Ce、Ba、Ca、Pr、Sr和Ce中的一种或几种的组合，且Bi元素在A位的摩尔百分比不小于30%；

所述活性组分中B位元素为Zr 及选自Cu、Fe、Ni、Mn、Cr和Co中的一种或几种的组合，且Zr元素在B位的摩尔百分比不小于5%；

所述疏硫处理的载体为硫酸高铈及选自二氧化钛、氧化铝、氧化铈、氧化锆、氧化镁、氧化钙、铈锆固溶体、二氧化硅、MCM-41分子筛和ZSM-5分子筛中的一种或几种的组合。

2.一种根据权利要求1所述的钙钛矿型整体式催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）首先采用溶胶凝胶法制备钙钛矿ABO₃型复合金属氧化物；

（2）将制备好的钙钛矿ABO₃型复合金属氧化物、疏硫处理的载体和成型辅料混合；

（3）将混合料球磨处理1-6h，研磨至粒径为200-400目；

（4）将球磨好的混合料混炼2-3h，制备成泥料；

（5）将制备的泥料在练泥机中炼泥1-2次，之后陈腐12-24h；

（6）将陈腐后的泥料通过挤出机挤出形成蜂窝状胚体；

（7）将胚体在80-150℃下烘干24-48h，300-800℃下煅烧2-8h，形成钙钛矿型整体式催化剂。

3.根据权利要求2所述的钙钛矿型整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述钙钛矿ABO₃型复合金属氧化物的制备方法，包括如下步骤：

（1）将A、B位元素的可溶性盐，络合剂，分散剂和去离子水加入烧杯中并混合均匀，形成溶液；

（2）将步骤（1）中的溶液在持续搅拌的状态下置于70-90℃水浴中，逐渐蒸发至凝胶状；

（3）将步骤（2）中得到的凝胶在90-120℃下烘干12-48h，形成海绵状疏松多孔的固体；

（4）将步骤（3）得到的固体采用分段升温煅烧，2-10℃/min的升温速率升温至300-350℃保温2-4h，之后2-10℃/min的升温速率升温至600-700℃保温5-8h，得到钙钛矿ABO₃型复合金属氧化物。

4.根据权利要求3所述的钙钛矿型整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述A、B位元素的可溶性盐分别为硝酸盐，硫酸盐，醋酸盐中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求3所述的钙钛矿型整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述络合剂为柠檬酸，柠檬酸的摩尔数为A位和B位元素摩尔总数的1.1~1.5倍；所述分散剂为乙二胺四乙酸、甲醛、乙二醇、聚乙二醇400、间苯二酚、聚丙烯酸、羟丙基纤维素中的一种或几种的组合，分散剂的摩尔数为A位和B位元素摩尔总数的0.2~0.3倍。

6.根据权利要求2所述的钙钛矿型整体式催化剂的制备方法，其特征在于，所述疏硫处理的载体的前驱体引入一部分硫酸盐，所述硫酸盐的加入比例占疏硫处理的载体总质量的5%-20%。

7.一种根据权利要求1所述的钙钛矿型整体式催化剂的应用，其特征在于：所述钙钛矿型整体式催化剂对氮氧化物NO_x进行催化还原处理时，处理温度为80-180℃。