[发明专利]一种能稳定催化净化含硫挥发性有机污染物的钛包覆锡钴核壳催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种能稳定催化净化含硫挥发性有机污染物的钛包覆锡钴核壳催化剂及其制备方法，能制备稳定催化净化含硫挥发性有机污染物的钛包覆锡钴核壳催化剂，属于催化剂材料制备和大气污染防治技术领域。该方法采用过渡金属元素钴、锡、钛为催化剂组分，采用共沉淀、水热结合热处理工艺对催化剂电子结构进行调控和活性组分形成包覆保护，所制备的钛包覆锡钴核壳催化剂具有良好的抗硫中毒能力，在含硫挥发性有机污染物的催化降解具有优异的降解效果。该催化剂化剂性能稳定优异，制备简单，成本低廉，可广泛用于大气污染防治及其他环境治理领域。

技术领域

本发明涉及一种催化燃烧催化剂的制备方法，特别涉及一种能稳定催化净化含硫挥发性有机污染物的钛包覆锡钴核壳催化剂及其制备方法，应用于催化剂材料制备和大气污染防治技术领域。

背景技术

挥发性有机污染物(Volatile Organic Compounds，VOCs)控制一直是我国大气污染防治的重要内容，具有排放行业广，排放量大和排放复杂等特点，然而我国目前产业结构导致VOCs治理工作形势依然相当严峻。挥发性有机物种类繁多，其中含硫挥发性有机污染物是最难处理的VOCs之一。

含硫挥发性有机物(S-VOCs)来源广泛，人为排放主要来自农业生产、医药、橡胶制造、有色冶金以及煤化工等行业，是工业生产中十分常见的排放物。大气中的S-VOCs是臭氧前驱体之一，同时能够发生光化学反应形成气溶胶，加剧光化学烟雾与雾霾的产生。由于硫的存在，S-VOCs的排放还往往伴随着恶臭与中毒，要强化包括甲硫醇，甲硫醚在内的恶臭类VOCs的排放控制。

目前S-VOCs的处理方法主要包括碱液吸附法，生物去除法，吸脱附法和催化燃烧法。碱液吸附法是利用碱与S-VOCs发生化学反应，从而达到吸收的目的，其处理量大，简单高效，但容易腐蚀设备，产生大量废液，造成二次污染。生物去除法利用微生物对S-VOCs进行分解，其处理成分多样，运行费用低，但处理周期长，难以实现工业化。吸脱附法利用吸附剂对S-VOCs进行吸附达到去除的效果，其适合低浓度去除含硫挥发性有机物，且脱硫精读高，但无法高浓度脱毒产物，吸附容量有限且再生困难。

催化燃烧法是S-VOCs净化最有前景且最常见的有效手段，通过固体催化剂的催化作用，引起S-VOCs与O₂发生反应，进而达到矿化作用。催化燃烧法快速高效，产生污染相对较小，成本较低，占用场地小，但目前存在稳定性差的问题，这是由于S-VOCs在催化降解过程中，产生SO₂等硫物种。在催化氧化VOCs的过程中，硫物种不可避免地同时被催化氧化，而硫物种极易与反应活性组分发生结合，造成活性组分失活，因而开发抗硫中毒的催化燃烧催化剂对于维持含硫挥发性有机污染物的持续净化具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高稳定抗硫中毒的含硫挥发性有机物催化燃烧催化剂，并提供一种性能稳定且良好的用于大气污染防治的核壳型复合金属氧化物催化剂制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术手段和措施如下：

一种能稳定催化净化含硫挥发性有机污染物的钛包覆锡钴核壳催化剂及其制备方法，包括如下步骤：

a.共沉淀：

称取一定比例的钴前驱体和锡前驱体共同溶解于适宜溶剂，在适宜气氛中加热搅拌后，向其中滴加沉淀剂至不再产生沉淀，保持气氛中搅拌一定时间，收集沉淀，再进行过滤，充分洗涤，干燥，得到锡钴固体粉末，其中锡源与钴源的摩尔比为1:1～1:100；

b.水热反应：

将一定质量的锡钴固体粉末加入分散剂，搅拌并加入适当比例钛源前驱体后，加入适当溶剂，搅拌至无颜色变化后，转移至带特氟龙内衬的不锈钢高压釜中，利用水热的方法，得到粉末固体，然后进行充分洗涤，收集并干燥，得到中间产物粉末；其中，锡源与钛源的摩尔比为1:50～20:1；所述水热反应温度为90～200℃，反应时间为3～72小时；