專利名稱：一種處理碳氫化合物的硅藻土催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理碳氫化合物的硅藻土催化劑及其制備方法，屬于新材料技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著城市經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市機動車化程度越來越高，尾氣的排放對大氣環(huán)境 的影響也越來越嚴重，由此造成的環(huán)境污染和對人體的危害日益嚴重。碳氫化合物是汽車 尾氣中的主要有害成分之一。目前對含碳氫化合物的治理主要采用轉(zhuǎn)化的方法，但轉(zhuǎn)化法 存在的處理能力有限、碳氫化合物的去除效率低、費用高等問題。中國專利CN01127915.X公開的“一種大分子碳氫化合物加氫精制催化劑及其制 備方法”采用以含鎳氧化鋁為載體，以第VDI族和VIB族金屬元素為活性組分的催化劑對碳氫 化合物進行加氫處理。該催化劑對碳氫化合物的去除過程復(fù)雜，催化劑不可再生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制備過程簡單、碳氫化合物去除效果好的催化劑及其制 備方法。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種處理碳氫化合物的硅藻土催化劑，其 特征在于由載體硅藻土 50-95重量份和活性組分金屬氧化物混合物5-50重量份組成；其 中，所述金屬氧化物混合物由氧化銅1-9重量份、氧化鎳1-13重量份、氧化錳1-8重量份、 氧化鈷1-9重量份以及氧化鋅1-11重量份組成。本發(fā)明還提供了上述處理碳氫化合物的硅藻土催化劑的制備方法，其特征在于， 具體步驟為
第一步、在室溫條件下，將含銅化合物、含鎳化合物、含錳化合物、含鈷化合物和含鋅化 合物按比例混合，其中，含銅化合物為醋酸銅、氧化銅、氫氧化銅、硫酸銅和硝酸銅中的一種 或兩種以上的混合物，含鎳化合物為醋酸鎳、氧化鎳、硝酸鎳、硫酸鎳和氫氧化鎳中的一種 或兩種以上的混合物，含錳化合物為醋酸錳、氧化錳、硝酸錳、硫酸錳和氫氧化錳中的一種 或兩種以上的混合物，含鈷化合物為醋酸鈷、氧化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷和氫氧化鈷中的一種 或兩種以上的混合物，含鋅化合物為醋酸鋅、氧化鋅、硝酸鋅、硫酸鋅和氫氧化鋅中的一種 或兩種以上的混合物；
第二步、將第一步得到的混合物在水、0. l_6wt%鹽酸、0. 1-6襯％硫酸和0. 1-6襯％硝酸 中的一種或兩種以上的混合物中，以50-800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌溶解，得到金屬離子總濃 度為10-50%的混合溶液；
第三步、按比例將硅藻土以50-800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分散在第二步得到的混合溶液 中2-20小時，然后將溶液過濾，洗滌，得到固體混合物，在80-200°C干燥2-20小時；
第四步、將第三步中干燥后的固體混合物在400-800°C焙燒1-10小時，得到硅藻土催 化劑。
所述硅藻土催化劑的比表面積為10-350m2/g。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點如下
(1)制備過程無污染，產(chǎn)率高達90-99%，具有50-250°C加熱可再生的優(yōu)點，使用壽命長 達10年。(2)本發(fā)明所述催化劑在300°C下對碳氫化合物的去除率達100 %，產(chǎn)物為水和二 氧化碳。(3)本發(fā)明所述催化劑具有工藝簡單、原料廣泛、價格低廉、無污染、去除效率 高等優(yōu)點，可用于汽車尾氣處理、石油化工廠、煉油廠等領(lǐng)域。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例來具體說明本發(fā)明。實施例1
一種處理碳氫化合物的硅藻土催化劑，由載體硅藻土 56g和活性組分金屬氧化物
20.4g組成，其中，所述金屬氧化物混合物由1. 6g氧化銅、4. 2g氧化鎳、5. 6g氧化錳、3g氧 化鈷以及6g氧化鋅組成。其制備方法如下
在室溫下，將4g硝酸銅、8g硫酸鎳、IOg硫酸錳、7g硫酸鈷和12g硫酸鋅混合，加350mL 水，以400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌將固體溶解得到金屬離子總濃度為10%的混合溶液；將56g 硅藻土以500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分散在金屬離子的混合溶液中2小時，然后將溶液過濾， 洗滌，120°C干燥4小時；將得到固體混合物在500°C焙燒，焙燒時間為2小時，得到硅藻土 催化劑成品。Ig該催化劑在300°C時對50mL/min流速的丙烷氣體去除率達到100%。實施例2
一種硅藻土催化劑，由載體硅藻土 50g和活性組分金屬氧化物17. Ig組成，其中，所述 金屬氧化物混合物由2g氧化銅、2. 5g氧化鎳、6g氧化錳、4. 2g氧化鈷以及2. 4g氧化鋅組 成。其制備方法如下
在室溫下，將5g醋酸銅、6g醋酸鎳、12g醋酸錳、IOg醋酸鈷和6g硝酸鋅混合，加280mL 水，以250轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌將固體溶解得到金屬離子總濃度為12. 2%的混合溶液；將 50g硅藻土以400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分散在金屬離子的混合溶液中20小時，然后將溶液 過濾，洗滌，200°C干燥2小時；將得到固體混合物在800°C焙燒，焙燒時間為10小時，得到 硅藻土催化劑成品。Ig該催化劑在300°C時對70mL/min流速的甲烷氣體去除率達到100%。實施例3
一種處理碳氫化合物的硅藻土催化劑，由載體硅藻土 75g和活性組分金屬氧化物
21.9g組成，其中，所述金屬氧化物混合物由3g氧化銅、6. 3g氧化鎳、3. 4g氧化錳、4g氧化 鈷以及5. 2g氧化鋅組成。其制備方法如下
在室溫下，將7g醋酸銅、8g氫氧化鎳、7g醋酸錳、IOg醋酸鈷和12g醋酸鋅混合，加 200mL水，以550轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌將固體溶解得到金屬離子總濃度為18%的混合溶液； 將75g硅藻土以500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分散在金屬離子的混合溶液中4小時，然后將溶液過濾，洗滌，150°C干燥8小時；將得到固體混合物在800°C焙燒，焙燒時間為6小時，得到 硅藻土催化劑成品。0. 09g該催化劑在300°C時對35mL/min流速的丙烷氣體去除率達到
100% 。實施例4
一種處理碳氫化合物的硅藻土催化劑，由載體硅藻土 50g和活性組分金屬氧化物 44. 9g組成，其中，所述金屬氧化物混合物由9g氧化銅、6g氧化鎳、7g氧化錳、11. 4g氧化鈷 以及11. 5g氧化鋅組成。其制備方法如下
在室溫下，將6g氧化銅、5g氫氧化銅、6g氧化鎳、7g氧化錳、IOg氧化鈷、3g氫氧化鈷、 7g氫氧化鋅和7g氧化鋅混合，加50mL 0. lwt%硝酸溶液，以50轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌將固體 溶解得到金屬離子總濃度為50%的混合溶液；將50g硅藻土以800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分 散在金屬離子的混合溶液中2小時，然后將溶液過濾，洗滌，80°C干燥20小時；將得到固體 混合物在400°C焙燒，焙燒時間為1小時，得到硅藻土催化劑成品。Ig該催化劑在300°C時 對150mL/min流速的乙烷氣體去除率達到100%。實施例5
一種處理碳氫化合物的硅藻土催化劑，由載體硅藻土 50g和活性組分金屬氧化物33g 組成，其中，所述金屬氧化物混合物由5g氧化銅、6g氧化鎳、7g氧化錳、9g氧化鈷以及6g氧 化鋅組成。其制備方法如下
在室溫下，將6g氧化銅、6g氧化鎳、7g氧化錳、IOg氧化鈷和7g氧化鋅混合，加300mL 0. lwt%硫酸溶液，以50轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌將固體溶解得到金屬離子總濃度為10. 7%的混 合溶液；將50g硅藻土以800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分散在金屬離子的混合溶液中2小時，然 后將溶液過濾，洗滌，80°C干燥20小時；將得到固體混合物在400°C焙燒，焙燒時間為1小 時，得到硅藻土催化劑成品。Ig該催化劑在300°C時對150mL/min流速的乙烷氣體去除率 達到100%。實施例6
一種處理碳氫化合物的硅藻土催化劑，由載體硅藻土 60g和活性組分金屬氧化物 36. 2g組成，其中，所述金屬氧化物混合物由7. 2g氧化銅、7g氧化鎳、8. 5g氧化錳、5. 5g氧 化鈷以及8g氧化鋅組成。其制備方法如下
在室溫下，將9g氫氧化銅、8g氧化鎳、9g氫氧化錳、7g氫氧化鈷和IOg氫氧化鋅混合， 加200mL 6wt%鹽酸溶液，以400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌將固體溶解得到金屬離子總濃度為 17. 6%的混合溶液；將60g硅藻土以800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分散在金屬離子的混合溶液 中20小時，然后將溶液過濾，洗滌，120°C干燥2小時；將得到固體混合物在700°C焙燒，焙 燒時間為10小時，得到硅藻土催化劑成品。Ig該催化劑在300°C時對llOmL/min流速的丙 烷氣體去除率達到100%。實施例7
一種處理碳氫化合物的硅藻土催化劑，由載體硅藻土 60g和活性組分金屬氧化物 41. 9g組成，其中，所述金屬氧化物混合物由6g氧化銅、6g氧化鎳、7g氧化錳、11. 4g氧化鈷以及11. 5g氧化鋅組成。
其制備方法如下
在室溫下，將6g氧化銅、、6g氧化鎳、7g氧化錳、IOg氧化鈷、3g氫氧化鈷、7g氫氧化鋅 和7g氧化鋅混合，加IOOmL 0. lwt%硝酸和0. 5wt%鹽酸溶液，以50轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌將 固體溶解得到金屬離子總濃度為31. 5%的混合溶液；將60g硅藻土以700轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速 攪拌分散在金屬離子的混合溶液中4小時，然后將溶液過濾，洗滌，115°C干燥24小時；將得 到固體混合物在700°C焙燒，焙燒時間為4小時，得到硅藻土催化劑成品。0. Sg該催化劑在 300°C時對95mL/min流速的乙烷氣體去除率達到100%。
權(quán)利要求
一種處理碳氫化合物的硅藻土催化劑，其特征在于，由載體硅藻土50 90重量份和活性組分金屬氧化物混合物8 54重量份組成；其中，所述金屬氧化物混合物由氧化銅1 9重量份、氧化鎳1 8重量份、氧化錳1 7重量份、氧化鈷2 7重量份以及氧化鋅1 8重量份組成。
2.權(quán)利要求1所述的處理碳氫化合物的硅藻土催化劑的制備方法，其特征在于，具體 步驟為第一步、在室溫條件下，將含銅化合物、含鎳化合物、含錳化合物、含鈷化合物和含鋅化 合物按比例混合，其中，含銅化合物為醋酸銅、氧化銅、氫氧化銅、硫酸銅和硝酸銅中的一種 或兩種以上的混合物，含鎳化合物為醋酸鎳、氧化鎳、硝酸鎳、硫酸鎳和氫氧化鎳中的一種 或兩種以上的混合物，含錳化合物為醋酸錳、氧化錳、硝酸錳、硫酸錳和氫氧化錳中的一種 或兩種以上的混合物，含鈷化合物為醋酸鈷、氧化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷和氫氧化鈷中的一種 或兩種以上的混合物，含鋅化合物為醋酸鋅、氧化鋅、硝酸鋅、硫酸鋅和氫氧化鋅中的一種 或兩種以上的混合物；第二步、將第一步得到的混合物在水、0. l_6wt%鹽酸、0. 1-6襯％硫酸和0. 1-6襯％硝酸 中的一種或兩種以上的混合物中，以50-800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌溶解，得到金屬離子總濃 度為10-50%的混合溶液；第三步、按比例將硅藻土以50-800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分散在第二步得到的混合溶液 中2-20小時，然后將溶液過濾，洗滌，得到固體混合物，在80-200°C干燥2-20小時；第四步、將第三步中干燥后的固體混合物在400-800°C焙燒1-10小時，得到硅藻土催 化劑。
3.如權(quán)利要求2所述的處理碳氫化合物的硅藻土催化劑的制備方法，其特征在于，所 得硅藻土催化劑比表面積為10-350m2/g。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種處理碳氫化合物的硅藻土催化劑及其制備方法。所述的催化劑，由載體硅藻土和活性組分金屬氧化物混合物組成；其中，所述金屬氧化物混合物為氧化銅、氧化鎳、氧化錳、氧化鈷以及氧化鋅的混合物。其制備方法為將含銅化合物、含鎳化合物、含錳化合物、含鈷化合物以及含鋅化合物混合；溶解，將硅藻土分散在混合溶液中，過濾，洗滌，干燥，焙燒。本發(fā)明方法簡單，所得催化劑處理碳氫化合物效率高。
文檔編號B01D53/72GK101940932SQ20101028978
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月25日
發(fā)明者丁彬, 俞建勇, 孫剛, 毛雪 申請人:東華大學