耐硫型卤代挥发性有机物催化燃烧整体式催化剂及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114146711A(43)申请公布日2022.03.08(21)申请号202111362581.X(22)申请日2021.11.17(71)申请人中国五环工程有限公司地址430223湖北省武汉市东湖新技术开发区民族大道1019号(72)发明人刘强张大洲刘佳卢文新张宗飞王志刚(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104代理人涂洁(51)Int.Cl.B01J23/89(2006.01)F23G7/07(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图1页(54)发明名称耐硫型卤代挥发性有机物催化燃烧整体式催化剂及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种耐硫型卤代挥发性有机物催化燃烧蜂窝陶瓷整体式催化剂及其制备方法，解决了现有催化剂在含硫含卤素的环境中易中毒失活的问题。技术方案包括位于蜂窝陶瓷表面的涂层和催化剂层，还包括有位于催化剂层表面的保护壳层；所述涂层为Ti‑Si涂层，所述催化剂层的活性组分为Ru，载体为CeO2‑ZrO2改性的金红石相TiO2；所述保护壳层含有CuO、CoO改性的Ti‑Si复合氧化物。本发明催化活性高、寿命长、性能稳定、耐硫耐卤素中毒性能强；本发明方法原料简单、生产成本低。CN114146711ACN114146711A权利要求书1/2页1.一种耐硫型卤代挥发性有机物催化燃烧整体式催化剂，包括位于蜂窝陶瓷表面的涂层和催化剂层，其特征在于，还包括位于催化剂层表面的保护壳层；所述涂层为Ti‑Si复合氧化物；所述催化剂层的活性组分为Ru，载体为CeO2‑ZrO2改性的金红石相TiO2；所述保护壳层为CuO和CoO改性的Ti‑Si复合氧化物。2.如权利要求1所述的耐硫型卤代挥发性有机物催化燃烧整体式催化剂，其特征在于，所述催化剂层中活性组分Ru元素占催化剂层总质量的0.1～1wt％，余量为载体。3.如权利要求1或2所述的耐硫型卤代挥发性有机物催化燃烧整体式催化剂，其特征在于，所述催化剂层的载体中，CeO2‑ZrO2的添加量占载体总质量的1‑5wt％，其中，CeO2和ZrO2质量之比为1:5～5:1。4.如权利要求1‑3任一项所述的耐硫型卤代挥发性有机物催化燃烧整体式催化剂，其特征在于，所述蜂窝陶瓷、涂层、催化剂层和保护壳层质量比为100:2‑5:15‑25:0.02‑2。5.一种权利要求1‑4任一项所述催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)涂层的制备：在硝酸溶液中加入硫酸钛、硅溶胶，在搅拌同时加入分散剂、扩孔剂和稳定剂，搅拌均匀后，陈化6‑24小时得到稳定的Ti‑Si复合溶胶，TiO2和SiO2的质量比例为0.5‑2:1；(2)载体的制备：将锆源和铈源加入水中，然后加入金红石相TiO2，搅拌得到混合浆液，然后静置浸渍，浸渍充分后进行干燥、焙烧，得到改性载体；(3)催化剂的制备：配制Ru盐的水溶液，将步骤(2)制备的改性载体浸入所述Ru盐的水溶液中1～4h后，经干燥、焙烧、粉碎得到粉末式催化剂；(4)涂层涂覆：将蜂窝陶瓷浸入步骤(1)中制备好的Ti‑Si复合溶胶中，取出后吹去孔道内残液，干燥、焙烧后得到涂有Ti‑Si涂层的蜂窝陶瓷载体；(5)催化剂层涂覆：将步骤(3)得到的粉末式催化剂加水和非离子表面活性剂混合，再经球磨后制成涂覆液；将步骤(4)得到的蜂窝陶瓷载体浸入所述涂覆液中浸泡，再经干燥、焙烧得到涂覆有催化剂层的催化剂；(6)保护层涂覆：向步骤(1)制得的Ti‑Si复合溶胶中添加Cu盐和Co盐制得CuO和CoO改性的Ti‑Si复合溶胶，将步骤(5)中制得的催化剂浸入，干燥、焙烧后制得耐硫型卤代挥发性有机物催化燃烧整体式催化剂。6.如权利要求5所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述硝酸溶液的浓度为1‑3.0mol/L，硫酸钛与硝酸溶液的质量体积比为1g:3m；硫酸钛与分散剂的质量比为30:1‑4:1，硫酸钛与扩孔剂的质量比为30:1‑5:1，硫酸钛与稳定剂的质量比为30:1‑5:1。7.如权利要求6所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，硅溶胶为工业级硅溶胶，SiO2含量为20wt％‑30wt％，pH值8‑10；所述的分散剂为尿素，扩孔剂为聚乙二醇，稳定剂为乙醇胺。8.如权利要求5所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，锆源为硝酸锆，铈源为硝酸铈；干燥温度为90～130℃，干燥时间为12～36h，焙烧温度为350～650℃，焙烧时间为4～8h。9.如权利要求5所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，Ru盐为三氯化钌或硝酸钌中的至少一种；干燥温度为100～130℃，干燥时间为10～20h，焙烧温度为350～2CN114146711A权利要求书2/2页65