[发明专利]一种用于去除VOCs的催化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种用于去除VOCs的催化剂及其制备方法和用途。所述催化剂包括沸石分子筛负载与负载于所述沸石分子筛的活性组分；所述沸石分子筛包括硅铝摩尔比为6～500的Beta分子筛，所述活性组分包括Pt和/或Pd。本发明提供的催化剂，通过特定硅铝比的Beta分子筛与贵金属结合，协同作用，使得催化剂在室温条件下能高效吸附VOCs，低温条件下可以有效地催化氧化VOCs，且寿命长，抗积碳。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，涉及一种用于去除VOCs的催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)对人体健康有直接的危害，也是臭氧和灰霾形成的重要前体物，导致大气环境污染。VOCs的去除一直是研究的热点。VOCs的去除技术主要包括吸附、催化氧化等。吸附技术能够常温去除VOCs，活性炭是常用的吸附材料，但是热稳定性差。

CN111617633A公开了一种多壳层光催化剂和活性炭复合降解VOCs的制备方法，包括以下步骤：S1制备三层空心SiO₂纳米球，S2以SiO₂为模板加入钛源后进行水热反应制备出多壳层的光催化剂TiO₂，S3在多壳层TiO₂上面负载一定比例的贵金属，S4将负载贵金属的TiO₂与比例适当的活性炭均匀混合，得到复合材料。该文献中，采用活性炭进行吸附，存在一定的热稳定性差的问题。

分子筛是近年来改进的吸附材料，可提高吸附VOCs性能。催化氧化技术可以在中低温彻底氧化去除VOCs。分子筛负载贵金属催化剂可降低VOCs催化氧化温度，实现在较低温条件下VOCs去除。但分子筛负载贵金属催化剂存在容易积碳、寿命短等问题。研发常温高吸附量、低温高催化氧化性能的有效去除VOCs的分子筛成为一个新挑战。

CN113275034A公开了一种用于VOCs消除的多级孔分子筛催化剂及其制备方法。该催化剂的制备包括以下步骤：(1)将硅源、铝源、碱源和水混合在一起，搅拌均匀，除去分解所产生的醇类有机物，得到凝胶；(2)将凝胶转移至反应釜中密封晶化，得到白色粉末状固体即为ZSM-5分子筛载体；(3)将ZSM-5分子筛载体浸渍于含有贵金属可溶性盐的水溶液中，经超声、搅拌、静置、干燥、焙烧，得到负载贵金属的多级孔分子筛催化剂，该文献中的搭配存在一定程度上的容易积碳、寿命短等问题。

因此，如何得到一种具有常温高吸附量、低温高催化氧化性能的有效去除VOCs的催化剂，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于去除VOCs的催化剂及其制备方法和用途。本发明提供的催化剂，通过特定硅铝比的Beta分子筛与贵金属结合，协同作用，使得催化剂在室温条件下能高效吸附VOCs，低温条件下可以有效地催化氧化VOCs，且寿命长，抗积碳。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种用于去除VOCs的催化剂，所述催化剂包括沸石分子筛负载与负载于所述沸石分子筛的活性组分；所述沸石分子筛包括硅铝摩尔比为6～500的Beta分子筛，所述活性组分包括Pt和/或Pd，例如，所述硅铝比可以为6、8、10、20、50、80、100、130、150、180、200、230、250、280、300、330、350、380、400、430、450、480或500等。

本发明提供的催化剂，通过特定硅铝比的Beta分子筛与贵金属结合，利用分子筛孔道结构、酸碱性和羟基官能团对贵金属价态、分散度、活性位点分布位置的调控，发挥物理和化学吸附以及催化氧化协同作用，使得催化剂在室温条件下能高效吸附VOCs，低温条件下可以有效地催化氧化VOCs，且寿命长，抗积碳。