[发明专利]一种催化臭氧降解VOCs整体式催化剂及其制备与应用

权利要求书

1.一种催化臭氧降解VOCs整体式催化剂，其特征在于，包括无机陶瓷和分子筛，所述分子筛负载于无机陶瓷上，所述无机陶瓷比表面积为30~250m²/g；无机陶瓷表面包括孔径为5~10微米的孔；所述分子筛比表面积为300~600 m²/g，分子筛的硅铝比不小于5；且分子筛上负载有非贵金属氧化物，非贵金属氧化物占分子筛质量分数的0.5~10%；所述无机陶瓷的表面涂覆有硅溶胶；所述硅溶胶为平均粒径为10nm~200nm的酸性硅溶胶；

所述催化剂的制备方法为：

（1）基体预处理

将无机陶瓷作为基体，使用热处理、碱洗和酸蚀的方式对基体进行预处理；

（2）催化成分制备

将Y型分子筛进行水蒸气处理，然后将处理后的Y型分子筛置于酸溶液中，再将金属氧化物前驱体盐溶液滴加到酸浸后的Y型分子筛上，使该种金属氧化物负载至Y型分子筛上；

（3）基体涂覆

将负载有金属氧化物的Y型分子筛、硅溶胶、有机造孔剂、去离子水按1:（0.02~0.2）：（0.03~0.18）：（3~50）的质量比混合成涂覆液，将基体置于涂覆液中浸泡2~10分钟，吹扫去除残液，90~130℃温度下烘干1~5小时形成涂层；以浸泡、吹扫、烘干为一个涂覆周期，重复1~10次以获取需要涂覆量，涂层平均厚度为5~50μm，最终置于惰性气体氛围中500~600℃焙烧4~8小时。

2.根据权利要求1所述的一种催化臭氧降解VOCs整体式催化剂，其特征在于，所述无机陶瓷与涂覆的涂层的质量比为(80~98) : (2~20)。

3.根据权利要求1所述的一种催化臭氧降解VOCs整体式催化剂，其特征在于，所述无机陶瓷为堇青石陶瓷；和/或所述分子筛为Y型分子筛。

4.根据权利要求1所述的一种催化臭氧降解VOCs整体式催化剂，其特征在于，所述非贵金属氧化物为锰氧化物、铬氧化物、钴氧化物、铜氧化物、铁氧化物、铈氧化物、镍氧化物中的一种。

5.一种催化臭氧降解VOCs整体式催化剂的制备方法，其特征在于，制备步骤为

（1）基体预处理

将无机陶瓷作为基体，使用热处理、碱洗和酸蚀的方式对基体进行预处理；

（2）催化成分制备

将Y型分子筛进行水蒸气处理，然后将处理后的Y型分子筛置于酸溶液中，再将金属氧化物前驱体盐溶液滴加到酸浸后的Y型分子筛上，使该种金属氧化物负载至Y型分子筛上；

（3）基体涂覆

将负载有金属氧化物的Y型分子筛、硅溶胶、有机造孔剂、去离子水按1:（0.02~0.2）：（0.03~0.18）：（3~50）的质量比混合成涂覆液，将基体置于涂覆液中浸泡2~10分钟，吹扫去除残液，90~130℃温度下烘干1~5小时形成涂层；以浸泡、吹扫、烘干为一个涂覆周期，重复1~10次以获取需要涂覆量，涂层平均厚度为5~50μm，最终置于惰性气体氛围中500~600℃焙烧4~8小时；所述硅溶胶为平均粒径为10nm~200nm的酸性硅溶胶。

6.根据权利要求5所述的一种催化臭氧降解VOCs整体式催化剂的制备方法，其特征在于，

基体预处理的具体制备步骤为：

将基体置于空气氛围中，温度350℃活化4小时，冷却后浸泡于10~25%的强碱溶液中1~10分钟，洗净后，浸泡于沸腾的氧化性酸中2~5小时，每隔1小时更换酸液；吹脱残液，使用去离子水洗至中性；

和/或催化成分制备具体步骤为：

将Y型分子筛在空气氛围中加热至200~300℃，通入水蒸气并将温度升至650~850℃，保持4~6h，随后将温度降至200~400℃并停止水蒸气通入，在空气氛围中将温度降至100℃以下取出样品；然后配制0.5~2mol/L的硝酸溶液，将上述水蒸气处理后的Y型分子筛与硝酸溶液按固液比1：(8~12)的比例放入三口烧瓶中，在60~100℃的回流装置中搅拌反应4~6h，反应结束后将样品用水洗涤3~5次后干燥静置；然后将金属氧化物前驱体盐溶液滴加到酸浸后的Y型分子筛上，然后进行静置8~14h，随后将其在80~140℃下烘干8~16h取出；然后将其在500~600℃下煅烧3~5h后取出。