一種用于胺類臭氣凈化的催化劑及其制備方法和應用技術

本發明專利技術提供了一種用于胺類臭氣凈化的催化劑及其制備方法和應用，解決了現有技術中催化劑起燃溫度高，活性低，不能高選擇性生成N

Catalyst for purifying amine odor, preparation method and application thereof

The invention provides a catalyst for amine odor purification, a preparation method and an application thereof, and solves the problems that the catalyst has high ignition temperature, low activity and not high selectivity to produce N in the prior art

【技術實現步驟摘要】
一種用于胺類臭氣凈化的催化劑及其制備方法和應用
本專利技術屬于氣體凈化領域，具體為一種用于胺類臭氣凈化的催化劑及其制備方法和應用。
技術介紹
含氮揮發性有機物(主要為胺類氣體)作為臭氣的主要成分之一，廣泛存在于垃圾填埋氣、生物發酵、食品、污水處理、皮革化工等領域的各類廢氣中。由于其易揮發和刺激性氣味強，十分容易對環境造成污染。國家及地方對胺類氣體的排放標準都做了明確規定。目前處理胺類臭氣的方法包括吸附法、化學氧化法、生物法、等離子體法、燃燒法及催化燃燒法等。吸附法主要采用活性炭、活性白土等作為吸附劑，脫除效率高，但存在吸附容量小、易造成二次污染，需要更換吸附劑和固廢處理等缺點；化學氧化法脫除效率高，但需要使用高錳酸鉀等強氧化劑，能效低，易產生二次污染；生物法工藝簡單、運行費用低、二次污染小，但對場地、操作條件要求較為苛刻，停留時間要求長，設備體積大、凈化速度慢；等離子體法工藝簡單，維護方便、能耗低，比傳統方法更經濟有效，但處理量較小，對電源的要求高，易產生氮氧化物(NOx)和臭氧(O3)等二次污染；傳統熱力燃燒法由于燃燒溫度高，易產生NOx，造成二次污染。催化燃燒技術具有處理效率高，燃燒溫度低，抑制氮元素過度氧化生成NOx等優點，潛力巨大。專利CN105107503A公開了一種用于胺類廢氣燃燒的負載型催化劑，采用球形氧化鋁負載硫酸銅，經干燥煅燒后制得，能高效去除二甲胺，三甲胺。但是該催化劑反應溫度較高，反應過程中可能會產生NOx，造成二次污染。因此，研發起燃溫度低，活性高，能催化胺類有機物高選擇性生成N2、CO2和H2O的高性能胺類選擇性催化燃燒催化劑，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。
技術實現思路
本專利技術提供了一種用于胺類臭氣凈化的催化劑，用于催化燃燒脫除胺類有機物；該催化劑起燃溫度低，活性高，能催化胺類有機物高選擇性生成N2、CO2和H2O，顯著抑制NOx產生，避免二次污染。本專利技術提供了一種用于胺類臭氣凈化的催化劑的制備方法。本專利技術還提供了一種用于胺類臭氣凈化的催化劑的應用。本專利技術采用的技術方案如下：本專利技術提供了一種用于胺類臭氣凈化的催化劑，包括催化劑載體、活性組分和助劑，催化劑的總質量百分含量之和為100％；活性組分為Pd、Pt、Au、Ru中任意一種或多種，活性組分的含量以金屬單質計，占催化劑的0.01～5wt％；助劑為Ti、V、W、Mn、Fe、Ce的二元或多元復合氧化物，助劑的含量以氧化物計，占催化劑的1～40wt％；剩余的組分為催化劑載體，催化劑載體為Al2O3。優選地，活性組分的前驅體為活性組分的硝酸鹽、氯化物或醋酸鹽。優選地，助劑中，V的前驅體為偏釩酸銨，Ti的前驅體為粒徑25～50nm的納米氧化鈦粉末、硫酸氧鈦或鈦酸正丁酯，W的前驅體為偏鎢酸銨，Mn的前驅體為硝酸錳或碳酸錳，Fe的前驅體為硝酸鐵或檸檬酸鐵銨，Ce的前驅體為硝酸鈰或碳酸鈰。優選地，Al2O3的前驅體選自活性氧化鋁、擬薄水鋁石、硝酸鋁中的任意一種。本專利技術還提供了一種用于胺類臭氣凈化的催化劑的制備方法，該方法包括以下步驟：步驟1：采用混捏法、并流共沉淀法或溶膠凝膠法中的一種方法將助劑負載于催化劑載體后，于110～120℃干燥4～12h，300～600℃煅燒3～5h，得到改性載體；步驟2：采用浸漬法將活性組分負載于步驟1所得改性載體上，于110～120℃干燥4～12h后，再于300～600℃煅燒3～5h，得到催化劑。進一步地，步驟1中，采用混捏法將助劑負載于催化劑載體的過程中加入了成型助劑，該方法包括以下步驟：選取助劑V、W、Mn、Fe、Ce的前驅體中的一種或多種配置成助劑溶液；取納米氧化鈦粉末或碳酸錳中的一種、擬薄水鋁石、成型助劑混合均勻后加入助劑溶液中，混合均勻，捏合擠條成型；成型助劑選自田菁粉、凹凸棒土、羊甘土、高嶺土中的任意一種，加入量為催化劑的1～3wt％。進一步地，步驟1中，采用并流共沉淀法將助劑負載于催化劑載體，包括以下步驟：選取助劑Ti、V、W、Mn、Fe、Ce的前驅體中的任意二種或多種，和硝酸鋁配置成混合水溶液；配置碳酸鈉、碳酸鉀或氨水溶液，作為沉淀劑溶液；采用并流方式同時滴加混合水溶液和沉淀劑溶液于盛有水的容器中，生成沉淀，過程中保持攪拌，控制pH＝9～10，成化4～18h；所得沉淀用去離子水洗滌3～5次，抽濾。進一步地，步驟1中，采用溶膠凝膠法將助劑負載于催化劑載體，包括以下步驟：取檸檬酸或草酸中的一種、助劑V、W、Mn、Fe、Ce的前驅體中的一種或多種、硝酸鋁加入到質量比為1：1水乙醇溶劑中，制得混合溶液A，將鈦酸四丁酯溶于無水乙醇得到混合溶液B，將混合溶液A緩慢滴入混合溶液B中，室溫下不停攪拌，然后在60～90℃的水浴中蒸發溶液，形成凝膠。進一步地，步驟2中浸漬法包括以下步驟：選取活性組分Pd、Pt、Au、Ru的前驅體中的一種或多種，配置成混合水溶液或醇溶液，得活性組分前驅體溶液；采用等體積浸漬法，將步驟1所得改性載體在活性組分前驅體溶液中浸漬8～12h，將活性組分負載于步驟1所得改性載體上。本專利技術提供了胺類臭氣凈化催化劑的應用，其特征在于：采用固定床反應器，空速為1000～20000h-1，反應溫度為150～350℃，胺類臭氣中甲胺含量為100～10000mg/Nm3，胺類臭氣中氨氣濃度為100～10000mg/Nm3。與現有技術相比，本專利技術的有益效果：采用本專利技術催化劑，能夠有效脫除胺類有機物，催化胺類有機物高選擇性生成N2、CO2和H2O，顯著抑制NOx產生，避免二次污染。本專利技術起燃溫度低，活性高，制備方法簡單。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利技術的上述
技術實現思路
作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本專利技術上述主題的范圍僅限于下述實施例。實施例中原料均來源于市售。實施例1-7為催化劑載體制備。實施例1：稱取偏釩酸銨1.28g加水60mL配置成助劑溶液。稱取擬薄水鋁石138g，氧化鈦粉末9g，田菁粉2g混合均勻后，加入助劑溶液中，混合均勻，捏合擠條成型，經110～120℃干燥8h，300℃煅燒4h，制得V、Ti氧化物總含量10％的VTiOx/Al2O3載體。實施例2：稱取偏釩酸銨1.28g，偏鎢酸銨12g加水60mL配置成助劑溶液。稱取擬薄水鋁石92g，氧化鈦粉末29g，田菁粉2g混合均勻后，加入助劑溶液中，混合均勻，捏合擠條成型，經110～120℃干燥8h，500℃煅燒4h，制得V、W、Ti氧化物總含量40％的VWTiOx/Al2O3載體。實施例3：稱取硝酸鈰25.2g加水60mL配置成助劑溶液。稱取擬薄水鋁石107g，碳酸錳29.1g，田菁粉2g混合均勻后，加入助劑溶液中，混合均勻，捏合擠條成型，經110～120℃干燥8h，500℃煅燒4h，制得Mn、Ce氧化物總含量30％的MnCeOx/Al2O3載體。實施例4：稱取硝酸鈰12.6g，硝酸錳45.3g加水40mL配置成助劑溶液。稱取擬薄水鋁石107g，氧化鈦粉末15g，田菁粉2g混合均勻后，加入助劑溶液中，混合均勻，捏合擠條成型，經110～120℃干燥8h，500℃煅燒4h，制得Mn、Ce氧化物總含量30％的MnCeTiOx/Al2O3載體。實施例5：稱取硝酸鐵10.1g加水60mL配置成助劑溶液。稱取擬薄水鋁石122g，氧化鈦粉末1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于胺類臭氣凈化的催化劑，其特征在于：所述催化劑包括催化劑載體、活性組分和助劑，所述催化劑的總質量百分含量之和為100％；所述活性組分為Pd、Pt、Au、Ru中任意一種或多種，其含量以金屬單質計，占所述催化劑的0.01～5wt％；所述助劑為Ti、V、W、Mn、Fe、Ce的二元或多元復合氧化物，其含量以氧化物計，占所述催化劑的1～40wt％；剩余的組分為所述催化劑載體，所述催化劑載體為Al

【技術特征摘要】
1.一種用于胺類臭氣凈化的催化劑，其特征在于：所述催化劑包括催化劑載體、活性組分和助劑，所述催化劑的總質量百分含量之和為100％；所述活性組分為Pd、Pt、Au、Ru中任意一種或多種，其含量以金屬單質計，占所述催化劑的0.01～5wt％；所述助劑為Ti、V、W、Mn、Fe、Ce的二元或多元復合氧化物，其含量以氧化物計，占所述催化劑的1～40wt％；剩余的組分為所述催化劑載體，所述催化劑載體為Al2O3。2.根據權利要求1所述的一種用于胺類臭氣凈化的催化劑，其特征在于：所述活性組分的前驅體為所述活性組分的硝酸鹽、氯化物或醋酸鹽。3.根據權利要求1所述的一種用于胺類臭氣凈化的催化劑，其特征在于：所述助劑中，所述V的前驅體為偏釩酸銨，所述Ti的前驅體為粒徑25～50nm的納米氧化鈦粉末、硫酸氧鈦或鈦酸正丁酯，所述W的前驅體為偏鎢酸銨，所述Mn的前驅體為硝酸錳或碳酸錳，所述Fe的前驅體為硝酸鐵或檸檬酸鐵銨，所述Ce的前驅體為硝酸鈰或碳酸鈰。4.根據權利要求1所述的一種用于胺類臭氣凈化的催化劑，其特征在于：所述Al2O3的前驅體選自活性氧化鋁、擬薄水鋁石、硝酸鋁中的任意一種。5.根據權利要求1-4任一項所述的一種用于胺類臭氣凈化的催化劑的制備方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：步驟1：采用混捏法、并流共沉淀法或溶膠凝膠法中的一種方法將所述助劑負載于所述催化劑載體后，于110～120℃干燥4～12h，300～600℃煅燒3～5h，得到改性載體；步驟2：采用浸漬法將所述活性組分負載于步驟1所得改性載體上，于110～120℃干燥4～12h后，再于300～600℃煅燒3～5h，得到所述催化劑。6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述步驟1中，采用所述混捏法將所述助劑負載于所述催化劑載體的過程中加入了成型助劑，該方法包括以下步驟：選取所述助劑V、W、Mn、Fe、Ce的前驅體中的一種或多種配置成助劑溶液；取所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：歐陽李科，陳耀壯，李潔，王磊，喬莎，張云賢，雷菊梅，趙英，
申請(專利權)人：西南化工研究設計院有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51