[发明专利]一种有机废气处理用贵金属整体催化剂及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，特别是一种有机废气处理用贵金属整体催化剂及其制造方法。

背景技术

石油化工、油漆、电镀、印刷、涂料、轮胎制造等工业的生产过程中都涉及到有机挥发性化合物(VOCs)的使用和排放。这些挥发性有机物如不经处理直接排入大气会造成严重的环境污染，VOCs也是造成室内空气污染有害物质，其毒性能引起人类中枢神经系统、呼吸系统、生殖系统、循环系统和免疫系统功能异常(J.J.Spivey.Ind.Eng.Chem.Res.，1987，26：2165-2171)。在处理VOCs废气的众多技术当中，催化燃烧技术因适用范围广、处理效率高、无二次污染、能够在很低的VOCs浓度下进行操作等优点，而受到广泛的关注(G.Centi，P.Ciambelli，S.Perathoner，P Pusso.Catal.Today，2002，75：3-15)。而在催化燃烧技术中，催化剂是关键，其性能的优劣对VOCs的消除有着决定性的影响。

现有的催化燃烧催化剂大多采用蜂窝型结构，即以堇青石蜂窝陶瓷为基体，采用Al₂O₃涂层为第二载体，因为Al₂O₃能提供较高的比表面，能负载其它金属氧化物和贵金属。但是，Al₂O₃热稳定性差，影响催化剂的催化性能。而金属改性的沸石分子筛有望成为VOCs催化燃烧新一代催化剂的巨大潜能早已显现，但直到1991年，一些相关工作才由美国阿克伦大学的Chatterjee和Greene发起研究(S.Chatterjee，H.L.Greene.J.Catal.，1991，130：76-85)。而沸石类中具有较好热稳定性能的ZSM-5沸石分子筛用于VOCs催化消除的研究，主要于近十多年内出现在Greene(P.S.Chintawar，H.L.Greene.Appl.Catal.B，1997，14：37-47；R.Rachapudi，P.S.Chintawar，H.L.Greene.J.Catal.，1999，185：58-72.)和Bhatia(A.A.Zuhairi，M.A.B.Zailani，S.Bhatia.Catal.Commun.，2003，4：555-560；A.A.Zuhairi，M.A.B.Zailani，S.Bhatia.J.Hazard.Mater.，2006，129：39-49)等少数几位科学家的论文报道中。

ZSM-5型沸石分子筛具有特殊的孔道结构(孔径约0.5nm)及高的热稳定性和水热稳定性，当其固载于堇青石载体上时，由于分子筛与载体之间的相互作用，其稳定性又会大大增强。结合ZSM-5型沸石分子筛的结构特性和蜂窝状载体压降小、机械轻度高的特点，把ZSM-5型分子筛固载于蜂窝状载体，并负载贵金属等活性组份，用于VOCs催化燃烧的研究鲜有文献报道。

发明内容

本发明的目的是结合蜂窝状载体和ZSM-5的结构及形状特性，提供一种有机废气处理用贵金属整体催化剂及其制造方法。

本发明是通过以下的技术方案完成的，一种有机废气处理用贵金属整体催化剂是一种蜂窝状催化燃烧催化剂，它包括ZSM-5型分子筛、贵金属和蜂窝状载体，其中，所述的ZSM-5型分子筛的质量为蜂窝状载体的5％～30％，所述的贵金属担载量为每升催化剂含贵金属0.05～3.00g。

在一种有机废气处理用贵金属整体催化剂中，所述的ZSM-5型分子筛是HZSM-5分子筛或金属离子交换的ZSM-5分子筛，其中，金属离子交换的ZSM-5分子筛是Fe-ZSM-5、Co-ZSM-5、Ni-ZSM-5、Cu-ZSM-5、Zn-ZSM-5、Mo-ZSM-5、Mn-ZSM-5、Ag-ZSM-5、Na-ZSM-5、K-ZSM-5、Cs-ZSM-5、Sr-ZSM-5、Ba-ZSM-5、Ga-ZSM-5、Ce-ZSM-5中的一种或一种以上，所述的贵金属为Pd、Pt和Rh中的一种或一种以上，所述的蜂窝状载体为堇青石陶瓷蜂窝载体。

一种有机废气处理用贵金属整体催化剂的制造方法，其制造方法包括以下步骤：

(1)将ZSM-5型分子筛和水混合均匀后，制成ZSM-5型分子筛浆液；

(2)将蜂窝状载体浸入ZSM-5型分子筛浆液后，取出除去蜂窝状载体孔道内多余浆液，经晾干、干燥、焙烧，得涂覆有ZSM-5型分子筛涂层的蜂窝载体；

(3)重复步骤(2)，得到不同涂层分量的涂覆有ZSM-5型分子筛涂层的蜂窝载体；