[发明专利]处理天然气车尾气的稀土金属催化剂、制备方法及应用

说明书

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种处理天然气车尾气的稀土金属催化剂、制备方法及应用。稀土金属催化剂的制备方法包括以下步骤：将R‑NH₂与乙二醛按照2:1的摩尔比例混合，加入到蒸馏水中，加热回流8‑10h，冷却，然后加入NaBH₄，继续加热回流4‑6h，冷却，得双胺配体溶液；将制备的双胺配体溶液与镧化合物溶液混合，加入催化剂，加热回流12‑16h，反应结束后趁热过滤，滤液自然挥发，得到的固体用石油醚冲洗，干燥，得到稀土金属配合物；向稀土金属配合物中加入粘接剂，制备成浆液，然后涂覆在催化剂载体上，焙烧，得到稀土金属催化剂。本发明的稀土金属催化剂对甲烷具有较高的转化性能，为燃天然气车尾气的处理提供新了途径。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种处理天然气车尾气的稀土金属催化剂、制备方法及应用。

背景技术

稀土金属配合物具有广泛的催化性能，在有机小分子合成方面具有独特的催化能力，是一类具有较高价值的催化剂。国内外在该领域的研究正蓬勃发展，并且硕果累累，但是，迄今为止具有良好催化活性、价格低廉、具有生产应用潜力的稀土金属配合物却为数不多。近年来，开发高活性、高选择性的催化剂越来越成为人们的探索重心，因此合成新颖的配体、组装新的具有催化性质的配合物引起人们的浓厚兴趣。

随着能源和环境问题的日趋紧迫，为了保护环境、节约能源，人们对机动车尾气的排放控制提出更高的要求，我国天然气储量较为丰富，价格相对低廉，很多城市公交车和出租车均使用天然气作为燃料。因此，加强后处理技术研究控制天然气车尾气排放势在必行。与汽油车相比，燃天然气车尾气中存在一氧化氮、碳氢化合物、氮氧化物等污染物，其中甲烷是碳氢化合物的主要物质。虽然，中国专利CN102974343B公开了一种适用于稀燃天然气车尾气处理的催化剂及其制备方法，制备出负载有贵金属、稀土金属的γ-Al2O3催化剂，提高了汽车尾气中的甲烷转化性能，对尾气处理结果具有较满意的功能。

但是，目前的技术对于甲烷的净化处理技术尚不成熟，应用不太广泛，因此需要开发其他的催化剂，为燃天然气车尾气的处理提供新的途径。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种处理天然气车尾气的稀土金属催化剂、制备方法及应用，开发了一种可以处理燃天然气车尾气中甲烷的新的催化剂，为燃天然气车尾气的处理提供新的途径。

本发明的第一个目的是提供一种处理天然气车尾气的稀土金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1，制备双胺配体

将R-NH₂与乙二醛按照2:1的摩尔比例混合，加入到蒸馏水中，加热回流8-10h，冷却，然后加入NaBH₄，继续加热回流4-6h，冷却，得双胺配体；

所述R-NH₂为或者

S2，制备稀土金属催化剂

将S1制备的双胺配体与可溶性镧盐溶液混合，加入催化剂，加热回流12-16h，反应结束后趁热过滤，滤液自然挥发，得到的固体用石油醚冲洗，干燥，得到稀土金属配合物；

S3，制备稀土金属催化剂

向S2制备的稀土金属配合物中加入粘接剂，制备成浆液，然后涂覆在催化剂载体上，焙烧，得到稀土金属催化剂。

优选的，上述的处理天然气车尾气的稀土金属催化剂的制备方法，所述可溶性镧盐为硝酸镧或者氯化镧。

优选的，上述的处理天然气车尾气的稀土金属催化剂的制备方法，所述催化剂为甲醇或者CH₃I。

优选的，上述的处理天然气车尾气的稀土金属催化剂的制备方法，所述NaBH₄的用量为5-10g/L，催化剂的用量为5-10ml/L。