[发明专利]一种分区域涂覆的VOC催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种分区域涂覆的VOC催化剂及其制备方法。本发明的VOC催化剂，包括载体及涂覆在所述载体上的涂层，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。本发明催化剂前区贵金属负载量高且Pd含量高于Pt，能够最大限度地提升催化剂的低温起燃活性；后区贵金属负载量低且Pt含量高于Pd，能够在较低的贵金属负载量的前提下提升催化剂对污染物的转化效率，本发明的制备方法简单，尤其适用于工业化生产，催化剂的低温活性突出、污染物转化率高。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种分区域涂覆的VOC催化剂及其制备方法。

背景技术

挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，简称VOCs）是指沸点在50℃～250℃，室温下饱和蒸汽压大于13.33Pa，易蒸发进入大气的有机化合物。VOCs来源非常广泛，种类也有很多，酚类、醛类、酯类和芳香烃类等化合物均属于VOCs，制药、有机合成材料、彩印和工业清洗，这些过程都会释放出VOCs。这些气体有毒有害，而且能够引起温室效应和光化学烟雾，严重威胁着地球环境。同时，这些VOCs易燃易爆并且常常带有异味和恶臭，对人类健康也有很大危害。因此有效治理工业VOCs、改善大气环境己迫在眉睫。

国内外VOCs的处理，一般采用回收技术和销毁技术。回收技术主要有吸附、吸收、冷凝以及膜分离等；销毁技术主要有直接燃烧法、催化燃烧法、光催化降解法、生物降解法、等离子体技术等。其中催化燃烧法因具有起燃温度低、能耗低、效率高、无二次污染、适用范围广等优点，已在欧洲各国、美国、日本等国得到广泛应用，目前国内有机废气工程治理方法也以催化燃烧法为主。常用的催化燃烧型VOCs处理催化剂（VOC催化剂）可以分为贵金属催化剂和金属氧化物（非贵金属）催化剂两大类，其中贵金属催化剂具有更高的活性、更好的选择性以及更长的使用寿命，同时贵金属活性组分的负载量也相对更低。而且由于贵金属昂贵的价格，为了能降低催化剂中的贵金属使用量，大部分科研人员致力于创新贵金属负载工艺、优化VOC催化剂涂层配方。但是鲜有研究人员从催化剂涂覆工艺、贵金属分区域涂覆设计等研究方向着手，以期提高VOC催化剂的低温起燃活性、污染物转化效率，进而实现催化效果与经济性的统一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种分区域涂覆的VOC催化剂及其制备方法。本发明的制备方法简单，步骤易于操作，尤其适用于工业化大规模生产，制备得到的催化剂的低温活性突出、污染物转化率高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：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，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。

进一步地，所述前区涂层的涂覆量为60～180 g/L，涂层中贵金属Pt和Pd的负载量为1.0～5.0 g/L，其中Pt与Pd的质量比为0.1～1.0。

进一步地，所述后区涂层的涂覆量为60～180 g/L，涂层中贵金属Pt和Pd的负载量为0.1～1.0 g/L，其中Pt与Pd的质量比为2.0～20.0。

进一步地，所述的分区域涂覆的VOC催化剂的制备方法，包括如下步骤：