[发明专利]一种非贵金属型沼气脱氧催化剂的制备方法

说明书

一种非贵金属型沼气脱氧催化剂的制备方法，其特征是它包括以下步骤：首先，制备具有疏水性强特点的钛硅分子筛载体，避免水蒸气对脱氧催化反应的影响，控制钛硅分子筛载体的孔径在2.3‑3.7 nm之间；其次，对钛硅分子筛载体进行改性处理，通过Fe、Mg、Li阳离子交换，有效增大分子筛孔径，加强气相传质过程；第三，对改性处理后的钛硅分子筛进行活性组分负载，通过负载Mn、Cu、Zr金属氧化物活性组分，有效调控催化剂的酸碱性，提高催化活性并抑制催化的老化。本发明工艺简单，成本低，制备所得的催化剂活性强，寿命长。

技术领域

本发明涉及一种催化剂的制备方法，尤其是一种脱氧催化剂的制备技术，具体地说是一种非贵金属型沼气脱氧催化剂的制备方法。

背景技术

沼气主要来自于污水处理厂、生活垃圾处理设施、垃圾填埋场等，是有机废弃物在厌氧消化过程中的气态产物。沼气富含甲烷，是人类活动所导致的最大甲烷排放源，因此成为需要严格控制排放的温室气体。

为了控制沼气排放，将沼气进行燃烧发电或提纯为车用燃气成为沼气回收利用的主要方式。在沼气提纯精制车用燃气过程中，需要将沼气中含有的少量氧气进行脱除。传统的沼气脱氧方式是采用贵金属（如Pt、Pd等）负载在活性氧化铝或钙钛矿金属氧化物材料上制备成脱氧催化剂，使沼气在催化剂表面上发生催化氧化反应，利用沼气中的甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水，从而实现脱氧处理。但该类催化剂在实际应用存在催化剂成本偏高、催化剂易于失活、高温温度较高等问题，造成沼气脱氧处理的成本增加。

发明内容

本发明的目的是针对现有的沼气脱氧催化剂需使用贵金属负载而存在成本偏高、催化剂易于失活、高温温度较高，造成沼气脱氧处理的成本增加等问题，发明一种非贵金属型沼气脱氧催化剂的制备方法。

本发明的技术方案是：

一种非贵金属型沼气脱氧催化剂的制备方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，制备具有疏水性强特点的钛硅分子筛载体，避免水蒸气对脱氧催化反应的影响，控制钛硅分子筛载体的孔径在2.3-3.7 nm之间；

其次，对钛硅分子筛载体进行改性处理，通过Fe、Mg、Li阳离子交换，有效增大分子筛孔径，加强气相传质过程；

第三，对改性处理后的钛硅分子筛进行活性组分负载，通过负载Mn、Cu、Zr金属氧化物活性组分，有效调控催化剂的酸碱性，提高催化活性并抑制催化的老化。

所述的钛硅分子筛载体制备方法是指：按比例把重量份为5～20份硅酸钠、2～8份白炭黑、3～8份NaOH、1～3份 KCl和1～3份份水玻璃加入到50份的去离子水中，室温下强烈搅拌使其混合均匀，持续搅拌30～120min，将所得悬浮液转移到高压反应釜中，于200～280℃水热反应36～72h，冷却至室温，经过滤、洗涤并于70±5℃干燥6～12h，得到钛硅分子筛材料；所制备得到的钛硅分子筛载体的比表面积在620～650m²/g范围内。

所述的对钛硅分子筛载体进行改性处理是指：按重量份3～8份 FeCl₃、1～4份MgCl₂和4～8份 LiCl加入到50份的去离子水中，溶解后加入10～20份的钛硅分子筛载体，搅拌均匀，调节pH 在6～8之间，在60±5℃下搅拌24～48h，进行阳离子交换，冷却至室温，经过滤、洗涤并于70±5℃干燥6～12h，得到改性后钛硅分子筛载体。