[发明专利]钯、铂/沸石有机废气净化催化剂

说明书

本发明涉及一种用催化燃烧法处理有机废气的催化剂及其制备方法。

用催化燃烧法处理有机废气，可获得良好的净化效果，在国际上得到了广泛的应用，从查阅资料综合来看，国内外大多采用贵金属铂，钯为主要活性组分，Al₂O₃或金属为载体。其贵金属含量一般为0.1～0.9%，如沈阳环保所的铂，钯高镍合金催化剂，含铂0.8%，钯0.1%，参见环境科学1980.6，波兰专利PL109987所公布的Al₂O₃载体催化剂，含铂量为0.1%，日本专利昭60-97030，含铂量为1.2g/升。上述催化剂中于贵金属用量大，因而价格高，而且贵金属资源稀少，在我国推广应用困难。为了降低贵金属含量，提高催化活性，杭州大学研制了NZP型系列催化剂，采用天然沸石为载体，铂为主要活性组分，其铂含量为0.02～0.03%，参见石油化工1984年13卷，1985年14卷该系列催化剂具有催化活性好，含铂量低，成本低等特点，但是其主要活性组分为铂，钯和铂相比，资源钯比铂丰富，价格较低，以钯代替铂，或部分代替铂，对资源的合理利用，降低催化剂成本是很有意义的。

显然，制备以钯为主要活性组分的催化性能更好、成本更低的催化剂就是本发明的目的。

经研究发现，铂，钯在某一比例范围内，铂、钯的催化活性能叠加而加强，产生共助催化效应，本发明的催化剂是采用天然丝光沸石为载体，贵金属钯为主，铂为副组分的催化剂，用离子交换吸附，还原和高温处理等工艺制备而成。该催化剂的活性组分含量是钯，铂与载体的重量比为0.01～0.09%，其较佳比例为0.02～0.05%，钯，铂相对比例为9.9～6.0∶0.1～4.0（摩尔比）。

本发明提供的催化剂的性能指标为：

空速（1/时）    5000～20000

起燃温度（℃）    180～260

耐热温度（℃）    700

净化率（%）    ≥98

控NO_x能力（%） ＞80

本发明的催化剂制备可采用甲醛还原法，其制备步骤是：按上述比例的钯、铂制备成混合溶液;加适量的氨水使其转化成氨络正离子形式;将载体天然丝光沸石按比例浸入上述溶液，吸附钯，铂，加一定浓度的甲醛溶液还原，然后水洗，干燥，在一定高温下活化即成。也可采用H₂O₂还原法制备，其步骤基本上与上述甲醛还原法相同，所不同的是不加氨水和采用H₂O₂作为还原剂，即制备钯，铂混合溶液后，就加载体吸附钯，铂，然后加H₂O₂还原。

本发明提供的催化剂优点是：

1.该催化剂对烃类及其含氧衍生物具有较高的氧化活性。

2.对N-二甲基甲酰胺，正丁胺等含氮有机物既有较高的氧化活性，又有相当好的控NO_x生成能力。

3.以钯为主要活性组分，减少铂的用量，催化剂成本低。

以下结合本发明的实例对本发明的内容作详细描述，以便更清楚了解本发明催化剂的性能和特点。

实例1

吸取78ml钯液（20.5mg/ml），40ml铂液（10mg/ml），混合后加适量氨水，搅拌均匀使（PdCl₄）、（PtCl₆）等络阴离子转变为络氨正离子，取10公斤天然丝光沸石小球，其丝光含量大于50%，将上述的钯、铂混合液喷洒浸没载体沸石小球，静止2小时以上，使其充分吸附、交换，加1%浓度的甲醛溶液还原，静置1小时以上，用水洗至无Cl^-离子为止，120℃下干燥，然后在空气氛500℃烘箱中活化4～5小时即成。该催化剂的活性组分是载体重量的0.02%，钯∶铂＝0.8∶0.2（摩尔比）。

实例2

按实例1的制备方法，取298.8ml钯液，6ml铂液，载体丝光沸石10公斤，还原剂采用浓度5%甲醛溶液还原，所制得的催化剂的活性组分含量是载体重量的0.06%，钯∶铂＝0.99∶0.01（摩尔）。

实例3

吸取39.3ml钯液、加40ml铂液混合均匀，将10公斤天然沸石不规则颗粒浸入上述钯、铂混合液，静置2小时以上，使其充分吸附交换，加2%浓度H₂O₂溶液还原，以下步骤与实例1相同。所得催化剂的活性组分含量是载体重量的0.01%，钯∶铂＝0.6∶0.4（摩尔比）。

实例4（表1见文后）