[发明专利]一种应用于燃煤烟气可挥发性有机污染物脱除的抗水蒸气中毒催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种应用于燃煤烟气可挥发性有机污染物脱除的抗水蒸气中毒催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域。本发明的抗水蒸气中毒催化剂包括载体和活性组分，所述载体被疏水涂层包覆，所述活性组分位于疏水涂层的表面。本发明通过在载体和活性组分之间设置疏水涂层，降低了催化剂的亲水性。从微观上来说，水分子吸附能增加，与污染物分子对催化剂表面活性位点的竞争性减弱，更多污染物分子得以吸附并被催化氧化，从而催化剂抗水性提升。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种应用于燃煤烟气可挥发性有机污染物脱除的抗水蒸气中毒催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

VOCs的排放水平不断提高正在对我们的生活环境造成破坏，成为光化学烟雾、近地面臭氧等环境问题的罪魁祸首之一，并会对人体造成不可忽视的伤害，例如癌症等。采用净化脱除的手段来治理VOCs显得格外重要，现阶段常用的VOC脱除手段有吸附、催化氧化、光催化和生物过滤等。这其中催化氧化技术由于成本低、产物为H₂O与CO₂，被认为是去除VOCs污染物最有效的方法之一。

许多因素会对催化氧化过程造成影响，如污染气体中VOCs种类复杂且浓度各不相同、其他组分污染气体干扰和催化剂表面积碳等。水蒸气作为空气与工业废气中的常见组分，包括反应过程生成的水蒸气，会对催化氧化过程产生不可忽视的影响，对以苯为代表的碳氢化合物的催化氧化起到抑制作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于燃煤烟气可挥发性有机污染物脱除的抗水蒸气中毒催化剂及其制备方法和应用，在有水蒸气存在的燃煤烟气中对可挥发性有机污染物具有良好的催化氧化效率，表现出稳定的抗水性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种应用于燃煤烟气可挥发性有机污染物脱除的抗水蒸气中毒催化剂，包括载体和活性组分，所述载体被疏水涂层包覆，所述活性组分位于疏水涂层的表面。

优选的，所述疏水涂层由硅氧烷系物形成。

优选的，所述载体包括活性氧化铝或二氧化钛。

优选的，所述活性组分包括Mn的氧化物。

优选的，所述载体和活性组分中Mn元素的质量比为(2～50):1。

本发明提供了上述方案所述抗水蒸气中毒催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将载体和疏水涂料混合，对所述载体进行包覆，得到包覆疏水涂料的载体；

将所述包覆疏水涂料的载体进行固化，在载体表面形成疏水涂层，得到包覆疏水涂层的载体；

将所述包覆疏水涂层的载体浸渍到活性组分的前驱体溶液中，蒸干液体，将所得产物进行煅烧，得到应用于燃煤烟气可挥发性有机污染物脱除的抗水蒸气中毒催化剂。

优选的，所述疏水涂料为越富YF-6330耐500度高温无机粘合剂。

优选的，所述将载体和疏水涂料混合前，还包括对疏水涂料进行稀释；当载体为活性氧化铝时，所述疏水涂料占稀释后疏水涂料的5～50vol.％；当载体为二氧化钛时，所述疏水涂料占稀释后疏水涂料的5～40vol.％；所述载体和稀释后疏水涂料的用量比为1g：6mL。

优选的，所述活性组分的前驱体溶液包括MnCl₂的水溶液；所述煅烧的温度为400～600℃，保温时间为300～500min。

本发明提供了上述方案所述的抗水蒸气中毒催化剂或上述方案所述制备方法制备得到的抗水蒸气中毒催化剂在催化氧化燃煤烟气中可挥发性有机污染物中的应用。