[发明专利]一种用于有机废气催化燃烧的复合催化剂、制备方法及应用

权利要求书

1.一种用于有机废气催化燃烧的复合催化剂，其特征在于，所述的复合催化剂为Pt-Pd/Cu-Mn-Zn-Fe/过渡层/堇青石催化剂，使用堇青石蜂窝陶瓷为第一载体，大孔和高粘复合拟薄水铝石为第二载体即过渡胶，La、Y、Ce、Zr中任选两种为助剂，非贵金属Cu、Mn、Zn、Fe和贵金属Pd、Pt为活性组分，其中，第二载体和助剂组成过渡层。

2.按照权利要求1的催化剂，其特征在于，Cu、Mn、Zn、Fe的质量比为3∶1∶1∶1；第二载体含量为堇青石的5-15wt％、助剂含量为第二载体质量的0.5-2.5％，非贵金属活性组分Cu、Mn、Zn、Fe的总含量为堇青石载体的2～5wt％，Pd和Pt的总含量为堇青石载体质量的0.05％～0.5％。

3.权利要求1的Pt-Pd/Cu-Mn-Zn-Fe/过渡层/堇青石催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)堇青石蜂窝陶瓷表面酸处理处理

将堇青石蜂窝陶瓷，放入硝酸溶液中，进行酸蚀预处理1～4h，除去表面杂质，水洗后于鼓风干燥箱中100～120℃，干燥2～6h；

(2)载体堇青石蜂窝陶瓷的过渡层负载

(a)将大孔和高粘拟薄水铝石进行混合得到混合物A，将助催化元素La、Y、Ce、Zr的硝酸盐任选两种进行混合得到混合物B，将A、B与去离子水混合，配成过渡涂层，充分搅拌后用硝酸调配溶液pH值为1～3，水解后的过渡涂层液继续搅拌2～4h；

(b)将(1)所得载体浸入过渡涂层液中，浸渍饱和后取出，用压缩空气将孔道中多余的溶液吹去，然后放于烘箱中100～120℃，干燥2～4h；

(c)重复步骤(b)可得到多次涂膜陶瓷载体，直到负载量达到5～15wt％；

(d)将浸渍后的催化剂载体于400～550℃焙烧2～6h；

(3)涂膜堇青石蜂窝陶瓷浸渍法负载非贵金属元素

按照Cu、Mn、Zn、Fe的质量比为3∶1∶1∶1，将四种非贵金属元素的硝酸盐溶解，调节溶液的PH为2～3，将(2)所得载体浸渍在此溶液中，浸渍饱和后取出，100～120℃烘干2～6h，400～550℃焙烧2～6h；

(4)涂膜堇青石蜂窝陶瓷沉淀-热吸附耦合法负载贵金属Pd

配制Pd的硝酸盐溶液，用1mol·L^-1的氨水溶液逐滴加入上述混合溶液中，陈化2～4h后，将(3)所得载有非贵金属的载体浸渍在此溶液中，加热沸腾2～4h，冷却后用水合肼还原2h，100～120℃烘干2～6h，400～550℃焙烧2～6h；

(5)涂膜堇青石蜂窝陶瓷沉淀-热吸附耦合法负载贵金属Pt

配制Pt的硝酸盐溶液，用1mol·L^-1的氨水溶液逐滴加入上述混合溶液中，陈化2～4h后，将(4)所得负载型载体浸渍在此溶液中，加热沸腾2～4h，冷却后用水合肼还原2h，100～120℃烘干2～6h，400～550℃焙烧2～6h，得到Pt-Pd/Cu-Mn-Zn-Fe/过渡层/堇青石催化剂。

4.按照权利要求3的方法，其特征在于，堇青石蜂窝陶瓷空数位200或者400cell/in²。

5.按照权利要求3的方法，其特征在于，步骤1)硝酸溶液的质量浓度1％，步骤2硝酸的浓度为1mol·L^-1。

6.权利要求1的整体式催化剂Pt-Pd/Cu-Mn-Zn-Fe/过渡层/堇青石催化剂应用于挥发性有机物的催化燃烧反应，其特征在于，采用固定床反应器，将空气与挥发性有机物反应，常压操作，操作温度为100～380℃，操作空速为20000h^-1～40000h^-1，挥发性有机物的浓度4-6g/L。