[发明专利]新型复合式高效VOCs综合废气处理催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了新型复合式高效VOCs综合废气处理催化剂及其制备方法，属于催化剂技术领域。本发明解决的技术问题是现有的催化剂催化活性低，并且催化活性单一，并且目前催化剂在催化燃烧VOCs时，其催化剂易中毒，VOCs转化率低，成本高，稳定性较差。本发明催化剂采用贵金属、非贵金属相结合的方式，在制备工艺上采用了自备高负载载体‑底层抗高温改性‑中层高分散改性‑高活性物质涂浸‑高温高压有机物或氢气还原煅烧技术。本发明制备方法简单，制备得到的催化剂活性高，催化燃烧挥发性有机物效率高，转化温度更低，稳定性好，抗中毒性好，使用寿命长，成本低，适用性范围广，无二次污染，可回收性强。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及新型复合式高效VOCs综合废气处理催化剂及其制备方法。

背景技术

VOCs(volatile organic compounds)挥发性有机物，是指常温下饱和蒸汽压大于133.32Pa、常压下沸点在50-260℃以下的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体，目前已鉴定出的有300多种。最常见的有苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、丙酮、苯乙烯、甲醛、乙二醇乙醚、二氯甲烷等，其主要产生于石化、化工、印刷、油漆生产、橡胶生产、制药、纺织印染等。这些挥发性有机废气会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等症状，严重时甚至会引发抽搐、昏迷、伤害肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成严重后果。挥发性有机物在氮氧化物和紫外线的作用下还会形成臭氧和雾霾，造成严重的环境影响，挥发性有机物已经是继氮氧化物和二氧化硫之后危害环境的第三大污染物。

VOCs催化燃烧是一个典型的气一固催化反间，其实质是在一定温度下将吸附在催化剂表面的VOCs和O₂发生反应，生成无害的CO₂和H₂O，并释放反应热的过程。VOCs催化燃烧是在温度为350℃下的无火焰燃烧，与热力燃烧相比，可同时降低能耗和NOx等二次污染物的排放。目前，贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂、复合氧化物催化剂在VOCs催化燃烧法中比较常见。

贵金属催化剂在处理非苯系物(如乙酸乙酷、乙酸丁醋等)时活性低，效率低，并且在含氯有机物易中毒、价格昂贵、资源稀缺、不可再生；现有过渡金属氧化物对苯类、环己酣、苯乙烯等催化活性不高，催化活性单一，只能针对特定的部分挥发性有机物，且催化活性有限，因此一种新型复合式高效催化剂是迫切需要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的催化剂催化活性低，并且催化活性单一，并且目前催化剂在催化燃烧VOCs时，其催化剂易中毒，VOCs转化率低，成本高，稳定性较差。

为解决上述技术问题，本发明公开了新型复合式高效VOCs综合废气处理催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)高负载载体制备：将三氧化二铝、二氧化硅、氧化镁、氧化钇、氧化钙、拟薄水铝石按照一定比例混合加入稀硝酸，搅拌得到均匀的载体原料，将载体原料依次进行成型、烘干、煅烧，得到高负载载体；

2)底层抗高温改性：用硝酸镧、硝酸锆、硝酸镨的混合溶液对步骤1得到的高负载载体进行涂覆成膜，然后烘干、煅烧；

3)中层高分散改性：选用硝酸铈铵、硝酸铈、硝酸锰、硝酸钴、硝酸铜至少一种物质进行混合配液，将混合溶液浸渍在步骤2得到的产品上面，浸渍完成后烘干、煅烧得到高分散抗高温高比表面积的中间体；

4)高活性物质涂浸：选用硝酸铂、硝酸钯、硝酸铑、硝酸银至少一种物质进行混合配液，溶剂选择用硝酸，将配置好的溶液对步骤3得到的中间体进行涂浸，然后取出烘干；

5)高温高压有机物或氢气还原：

其中，以质量百分比计步骤1载体中含有三氧化二铝35％-60％、二氧化硅15％-50％、氧化镁10％-20％、氧化钇1％-10％、氧化钙1％-5％、拟薄水铝石5％-15％。。

其中，稀硝酸的加入量控制在总体固体质量的10％-30％。