一種耐硫催化燃燒催化劑及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種耐硫催化燃燒催化劑及其制備方法，耐硫催化燃燒催化劑，以蜂窩狀載體為骨架，蜂窩狀載體孔道表面具有雙涂層結構，內部涂層為鋁溶膠涂覆焙燒后的氧化鋁涂層，外部涂層組成為：Al2O3、CeO2、ZrO2、La2O3、TiO2、V2O5；活性組分為Pt和/或Pd。制備時，先涂覆鋁溶膠作為內部涂層，然后再涂覆所需組分氧化鋁漿液作為外部涂層，最后采用浸漬法負載活性金屬組分。與現有技術相比，本發明專利技術催化劑具有涂層不易脫落、比表面積大、耐硫和耐高溫性能良好、貴金屬活性組分有效利用率高的特點。該耐少量硫催化燃燒催化劑可用于不含或含少量硫有機廢氣的凈化處理。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種催化燃燒催化劑及其制備方法，特別是耐少量硫的催化燃燒催化劑及其制備方法，更具體地說，涉及一種用于含少量硫有機廢氣凈化處理的催化燃燒催化劑及其制備方法。
技術介紹
催化燃燒作為一種有機廢氣的治理方法，是指在催化劑的作用下，在催化劑表面發生有機物分子的深度氧化，使有機廢氣轉化為無害的二氧化碳和水。因此催化燃燒又稱為催化完全氧化或催化深度氧化。催化燃燒作為一種簡便、實用的有機廢氣凈化技術，越來越受到重視。 CN200910030474.X公開了一種“凈化柴油車尾氣的氧化催化劑及其制備方法”。這種催化劑以堇青石或者金屬蜂窩材料作為載體，以鎢-硅-鈦復合氧化物，或者硅-鈦復合氧化物，以及分子篩作為涂層，以Pt、Pd等鉬族金屬作為活性組分。該催化劑對柴油車尾氣中的烴和一氧化碳的轉化率高，并能阻止二氧化硫的氧化。CN96104057. 2公開了一種“廢氣凈化催化劑”。該催化劑包括由鈦酸鉀構成的催化劑載體和該載體上負載的一種貴金屬。催化劑載體基本上不含氧化鋁。該催化劑可用于凈化柴油機廢氣，抑制顆粒和硫酸鹽的排放，同時提高了烴和一氧化碳的轉化率。CN03122008. 8公開了一種“蜂窩狀廢氣處理催化劑用二氧化鈦粉末及廢氣處理催化劑”。這種催化劑由二氧化鈦和/或鈦復合氧化物的粉末構成的蜂窩狀廢氣處理催化劑，該催化劑具有有機齒化合物的高分解活性和高脫氮活性。CN89105594. O公開了一種“含硫有機廢氣焚燒催化劑及其制備方法”，該催化劑以硫酸處理改性的天然絲光沸石為載體，V2O5為主要活性組分，少量的鉬、鈀等貴金屬相輔佐。該催化劑不但對含硫有機物的完全焚燒有較好的效果，也對CO、烴類、含氧衍生物有明顯的凈化效果。CN88100589公開了一種“凈化廢氣的催化劑及其生產方法”，這種催化劑由單塊結構的蜂窩狀載體和涂覆其上的涂層組成，該涂層是由負載鉬族金屬的氧化鋯、難熔無機氧化物和稀土金屬氧化物組成的催化組合物。該催化劑的制法是以催化組合物的含水稀漿涂覆蜂窩載體并煅燒已涂覆的載體。這種催化劑及其制備方法的不足在于由于直接使用混合氧化物制備涂覆涂層的含水稀漿，涂層與蜂窩陶瓷載體的結合不夠牢固，在使用過程中易發生涂層脫落現象，從而降低催化劑的使用性能；而且鉬族貴金屬組分有相當一部分被金屬氧化物覆蓋，結果大大降低了貴金屬的有效利用率。EP20000303997公開了一種將鋁、鈰、鑭、鉬、鈀涂在金屬鉍上的催化劑，這種催化劑能夠降低汽油機尾氣中的氣體污染。KR2001-57064公開了一種能夠降低和凈化汽車尾氣的催化劑，這種催化劑含有活性氧化鋁、稀土金屬氧化物、氧化鋇助劑和貴金屬附在陶瓷或多孔的金屬載體上，含有I 5wt%的氧化鑭，10 30wt%的氧化鋪和10 20wt%氧化錯，貴金屬為鉬、鈀和銠中的一種或多種。W02002-FI398公開了一種含有的雙層催化劑，外層為氧化鈰、氧化鋯、氧化鐠、氧化釹、氧化釓、氧化鑭，內層為鉬、鈀和氧化銠、氧化鉬、氧化鈀的混合物，能夠降廢氣中的烴、氮氧化物和硫氧化物。上述催化劑，大多用在小氣量廢氣，汽車尾氣的治理，有其局限性，不適合處理不同領域的含硫揮發性有機物廢氣。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提供一種涂層與蜂窩陶瓷載體骨架結合牢固，在使用過程中涂層不易脫落，且比表面積大、貴金屬有效利用率高的耐高溫性能良好的耐少量硫催化燃燒催化劑，并給出該催化劑的制備方法。本專利技術耐硫催化燃燒催化劑以蜂窩狀載體為骨架，蜂窩狀載體孔道表面具有雙涂層結構，內部涂層為鋁溶膠涂覆焙燒后的氧化鋁涂層，外部涂層組成為=Al2O3 30 % 90%、CeO2 O. 5% 50%、ZrO2 O. 5% 50%、La2O3 O. 5% 50%、TiO2 O. 5% 50%、V2O5·O.2% 30% ;活性組分為Pt和/或Pd。本專利技術耐硫催化燃燒催化劑中，內部涂層為蜂窩陶瓷載體重量的5% 30%。外部涂層為蜂窩陶瓷載體重量的1% 20%?；钚越M分占催化劑總重量的O. 05% 5%。本專利技術耐硫催化燃燒催化劑中，活性組分通過浸潰法負載到雙涂層結構中。本專利技術耐硫催化燃燒催化劑中，蜂窩狀載體骨架優選蜂窩狀堇青石載體。本專利技術耐硫催化燃燒催化劑的制備方法為 (I)外部涂層液的制備，具體過程為 首先將SB粉末(即擬薄水鋁石粉末)和粘結劑混合，按所需比例加入助劑鈰、鋯、鑭、鈦、釩等金屬氧化物或鹽類，加入去離子水充分攪拌，然后研磨得到外部涂層漿液。外部涂層漿液的固體含量為每IOOOmL漿液中含50 450 g固體混合物。(2)蜂窩載體的兩次涂層過程為蜂窩陶瓷載體骨架浸沒在鋁溶膠中，取出后先經壓縮空氣吹掃，再經干燥和焙燒處理，得到內部涂層；然后再將涂覆好內部涂層的基體放入外部涂層漿液中浸潰，取出后經壓縮空氣吹掃，再經干燥和焙燒處理后即制得具有雙涂層的蜂窩陶瓷基體。鋁溶膠可以采用市售鋁溶膠產品，也可以按本領域常規方法制備。(3)活性金屬組分浸潰，具有雙涂層的蜂窩陶瓷基體通過浸潰法擔載貴金屬活性組分Pt和/或Pd，然后經干燥、焙燒，最終制得本專利技術的耐硫催化燃燒催化劑。焙燒后催化劑還可以進行氫氣還原過程。本專利技術耐硫催化燃燒催化劑的涂層為多孔性大比表面積物質，其不僅提供了反應所必需的足夠的表面積，而且使貴金屬活性組分能夠均勻分散在載體的外表面而發揮有效的作用。本專利技術所述耐少量硫催化燃燒催化劑的優點為用于內部涂層的鋁溶膠負載量大，對蜂窩載體的附著力強，使催化劑的比表面積大；配制的外部涂層漿液具有較強的附著力，使涂層與基體表面結合牢固，因而在催化劑的使用過程中不易發生涂層脫落現象；雙涂層結構及專門組成的外部涂層配方與貴金屬活性組分配合，使催化劑具有良好的耐硫性能；外部涂層的適宜配方使催化劑具有較好的耐高溫性能。因此，該催化劑能夠抵抗和適應使用過程中經常發生的溫度波動和高溫沖擊，在提高催化劑活性的同時，大大提高了催化劑的耐硫性能和穩定性，拓展了催化劑的適用領域范圍。采用浸潰法擔載貴金屬活性組分，貴金屬的有效利用率高。具體實施例方式本專利技術的具有涂層結合牢固、耐硫性能、耐高溫性能和穩定性，且貴金屬活性組分可以有效利用的耐硫催化燃燒催化劑的制備方法包括以下具體步驟 (I)將SB粉末和粘結劑混合，按比例加入助劑鈰、鋯、鑭、鈦、釩等金屬的氧化物或鹽，加入去離子水充分攪拌，然后研磨得到外部涂層漿液。(2)蜂窩陶瓷載體骨架先在市售鋁溶膠中浸沒I 60分鐘后取出，先經壓縮空氣吹掃，再經干燥和焙燒處理，吹掃時間為I 15分鐘，干燥過程為在空氣中60 150°C，干燥I 20小時，焙燒過程為在空氣中400 650°C焙燒I 15小時，得到涂覆有鋁溶膠涂層的蜂窩陶瓷載體，作為內部涂層。鋁溶膠可以使用市售商品，也可以按本領域常規方法制備。 (3)將涂覆好內部涂層的基體放入配好的外部涂層漿液中浸潰I 60分鐘時間后取出，經壓縮空氣吹掃，吹掃時間為I 15分鐘；再經干燥和焙燒處理后，干燥過程為在空氣中60 150°C干燥I 20小時，焙燒過程為在空氣中400 650°C焙燒I 15小時，即制得具有雙涂層的蜂窩陶瓷基體。(4)活性金屬組分浸潰，通過浸潰法擔載貴金屬活性組分Pt和/或Pd，然后經干燥、焙燒或/和氫氣還原工藝，最終制得本專利技術的耐少量硫催化燃本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耐硫催化燃燒催化劑，以蜂窩狀載體為骨架，其特征在于：蜂窩狀載體孔道表面具有雙涂層結構，內部涂層為鋁溶膠涂覆焙燒后的氧化鋁涂層，外部涂層組成為：Al2O3？30％～90%、CeO2？0.5％～50％、ZrO2？0.5％～50％、La2O3？0.5％～50％、TiO2？0.5％～50％、V2O5？0.2％～30％；活性組分為Pt和/或Pd。

【技術特征摘要】
1.一種耐硫催化燃燒催化劑，以蜂窩狀載體為骨架，其特征在于蜂窩狀載體孔道表面具有雙涂層結構，內部涂層為鋁溶膠涂覆焙燒后的氧化鋁涂層，外部涂層組成為=Al2O330% 90%、CeO2 O. 5% 50%、ZrO2 O. 5% 50%、La2O3 O. 5% 50%、TiO2 O. 5% 50%, V2O5 O. 2% 30% ;活性組分為Pt和/或Pd。2.按照權利要求I所述的催化劑，其特征在于內部涂層為蜂窩陶瓷載體重量的5% 30%。3.按照權利要求I所述的催化劑，其特征在于外部涂層為蜂窩陶瓷載體重量的1% 20%。4.按照權利要求1、2或3所述的催化劑，其特征在于活性組分占催化劑總重量的O. 05% 5%ο5.按照權利要求I所述的催化劑，其特征在于活性組分通過浸潰法負載到雙涂層結構中。6.按照權利要求I所述的催化劑，其特征在于蜂窩狀載體骨架為蜂窩狀堇青石載體。7.—種權利要求I所述催化劑的制備方法，包括 外部涂層液的制備首先將SB粉末和粘結劑混合，按所需比例加入助劑鈰、鋯、鑭、鈦、釩的金屬氧化物或鹽，加入去離子水充分攪拌，然后研磨得到外部涂層漿液； 蜂窩載體的兩次涂層過程為蜂窩陶瓷載體骨架浸沒在鋁溶膠中，取出后先經壓縮空氣吹掃，再經干燥和焙燒處理，得到內部涂層；然后再...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳玉香，王學海，劉新友，王有華，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院，
類型：發明
國別省市：