[发明专利]一种催化燃烧VOCs的复合金属催化剂及其制备方法

说明书

本发明实施例提供了一种催化燃烧VOCs的复合金属催化剂及其制备方法，属于催化剂技术领域。其中，所述复合金属催化剂包括堇青石蜂窝陶瓷载体、非贵金属组分和贵金属组分。所述制备方法包括以下步骤：分别将Mn、Ce、Cu、Pt、Pd和Au对应的金属盐按照一定比例溶于离子水中，配制成稳定的盐溶液；搅拌所述盐溶液，并在搅拌状态下将堇青石蜂窝陶瓷载体浸渍到所述盐溶液中；取出浸渍后的堇青石蜂窝陶瓷载体，吹尽其孔道中的残液，干燥并焙烧，得到复合金属催化剂。本发明通过结合非贵金属和贵金属两类活性组分的优势，发挥两类活性组分之间的协同作用，从而提高催化活性和降低生产成本。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体而言，涉及一种催化燃烧VOCs的复合金属催化剂及其制备方法。

背景技术

催化燃烧是处理挥发性有机化合物 (VOCs)的有效手段之一，其实质是典型的气-固相催化反应，通过催化剂降低反应活化能使其在较低的起燃温度200-300℃下进行无焰燃烧，有机物质氧化发生在固体催化剂表面，同时产生CO₂和H₂O，以及释放大量热量。

催化剂根据活性组分可分为非贵金属和贵金属两类。其中，贵金属催化剂（如Pt、Pd等）对VOCs的低温催化燃烧反应有很高的催化活性，但其成本高、易中毒，从而限制了其在VOCs治理中的应用。而成本较低的非贵金属催化剂一直被认为是贵金属催化剂的优良替代者，但是其催化活性不高，易掉粉和脱落。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种催化燃烧VOCs的复合金属催化剂及其制备方法，旨在结合非贵金属和贵金属两类活性组分的优势，发挥两类活性组分之间的协同作用，从而提高催化活性和降低生产成本。

第一方面，本发明实施例提供的一种催化燃烧VOCs的复合金属催化剂，包括堇青石蜂窝陶瓷载体、非贵金属组分和贵金属组分，所述非贵金属组分和贵金属组分位于所述堇青石蜂窝陶瓷载体的表面，其中，所述非贵金属组分为Mn、Ce和Cu，所述贵金属组分为Pt、Pd和Au。

第二方面，本发明实施例提供的一种催化燃烧VOCs的复合金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S10：分别将Mn、Ce、Cu、Pt、Pd和Au对应的金属盐按照一定比例溶于离子水中，配制成稳定的盐溶液；

S20：搅拌所述盐溶液，并在搅拌状态下将堇青石蜂窝陶瓷载体浸渍到所述盐溶液中；

S30：取出浸渍后的堇青石蜂窝陶瓷载体，吹尽其孔道中的残液，干燥并焙烧，得到复合金属催化剂。

优选地，所述Mn、Ce、Cu、Pt、Pd和Au对应的金属盐依次分别为硝酸锰、硝酸铈、硝酸铜、氯铂酸、氯化钯和氯金酸。

优选地，所述硝酸锰、硝酸铈、硝酸铜、氯铂酸、氯化钯和氯金酸与所述离子水的质量比依次分别为10 ：10 ：6 ：0.1 ：0.1 ：0.035 ：100。

优选地，所述步骤S20中，浸渍时间为24小时。

优选地，所述步骤S30中，干燥温度为80-100℃，干燥时间为12-24小时。

优选地，所述步骤S30中，焙烧温度为500℃，焙烧时间为5小时。

本发明的有益效果是：

本发明实施例提供的一种催化燃烧VOCs的复合金属催化剂包括堇青石蜂窝陶瓷载体、非贵金属组分和贵金属组分，通过在堇青石蜂窝陶瓷载体的表面引入非贵金属和贵金属活性组分，因非贵金属和贵金属活性组分之间的协同作用，保证了优异的催化活性，同时降低了贵金属含量，活性组分搭载牢固并具有不掉粉和不脱落的优点。另外，本发明实施例提供的一种催化燃烧VOCs的复合金属催化剂的制备方法，简化了制备工艺并降低了生产成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。

具体实施方式