[发明专利]一种分区域涂覆的VOC催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种分区域涂覆的VOC催化剂，包括载体及涂覆在所述载体上的涂层，其特征在于，所述涂层包括前区涂层和后区涂层，所述前区涂层位于催化剂的进气端，涂层中负载有贵金属Pt和Pd，并包含镁-铝复合氧化物Mg-Al₂O₃和二氧化铈；所述后区涂层位于催化剂的出气端，涂层中负载有贵金属Pt和Pd，并包含钨-铝复合氧化物W-Al₂O₃和氢型β分子筛，氢型β分子筛与W-Al₂O₃的质量比为1:4～9；

所述前区涂层的涂覆量为60～180g/L，涂层中贵金属Pt和Pd的负载量为1.0～5.0g/L，其中Pt与Pd的质量比为0.1～1.0；

所述后区涂层的涂覆量为60～180g/L，涂层中贵金属Pt和Pd的负载量为0.1～1.0g/L，其中Pt与Pd的质量比为2.0～20.0；

所述载体为堇青石蜂窝陶瓷或铁铬铝金属蜂窝。

2.权利要求1所述的分区域涂覆的VOC催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）等体积浸渍法制备Mg-Al₂O₃：分别称取硝酸镁和氧化铝，按氧化铝的饱和吸附量配制硝酸镁水溶液，将所配制的硝酸镁水溶液滴加至氧化铝粉体中并持续搅拌2～8小时，然后静置陈化8～24小时后在100～150℃条件下烘干，并于400～600℃焙烧2～4h后得到Mg-Al₂O₃；

（2）等体积浸渍法制备W-Al₂O₃：分别称取钨酸铵和氧化铝，并根据氧化铝的饱和吸附量配制钨酸铵水溶液，将配制的钨酸铵水溶液滴加至氧化铝中并持续搅拌3～10h，然后静置陈化8～24 h后在100～150℃条件下烘干，最后在400～600℃条件下焙烧2～4h后得到W-Al₂O₃；

（3）制备前区涂层浆液：将CeO₂与Mg-Al₂O₃分别加入至去离子水中搅拌形成浆液，然后采用球磨工艺处理浆液，控制颗粒D₉₀为5～30 μm；持续搅拌过程中，根据载体上贵金属的涂覆量计算贵金属Pt与Pd的需要量，将含有Pt、Pd的可溶性贵金属前驱物中加入到上述浆液中，搅拌均匀2 h以上形成涂层浆液；

（4）制备后区涂层浆液：将氢型β分子筛与W-Al₂O₃分别加入至去离子水中搅拌形成浆液，然后采用球磨工艺处理浆液，控制颗粒D₉₀为10～35 μm；持续搅拌过程中，根据载体上贵金属的涂覆量计算贵金属Pt与Pd的需要量，将含有Pt、Pd的可溶性贵金属前驱物中加入到上述浆液中，搅拌均匀2 h以上形成涂层浆液；

（5）前区涂层浆液的涂覆：将载体总长度30%～70%的部分垂直浸泡在步骤（3）中的浆液中，浸泡1～5min后取出，将多余浆液从载体浸泡端的通道吹出，吹扫时间为0.5～3min，然后将载体在100～150℃条件下干燥5～12h，并冷却至室温，得到半成品催化剂；

（6）后区涂层浆液的涂覆：将步骤（5）中半成品催化剂剩余总长度30%～70%的部分垂直浸泡在步骤（4）中的浆液中，浸泡1～5min后取出，将多余浆液从载体浸泡端的通道吹出，吹扫时间为0.5～3min，然后将载体在100～150℃条件下干燥5～12h，随后在450～600℃条件下焙烧1～3小时，即得到成品催化剂。

3.根据权利要求2所述的分区域涂覆的VOC催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中等体积浸渍法制备Mg-Al₂O₃时，所述Mg-Al₂O₃中氧化镁与氧化铝的质量比为1:9～99。

4.根据权利要求2所述的分区域涂覆的VOC催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）等体积浸渍法制备W-Al₂O₃时，所述W-Al₂O₃中的氧化钨和氧化铝的质量比为1:9～99。