專利名稱：鈀、鉑/沸石有機廢氣凈化催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用催化燃燒法處理有機廢氣的催化劑及其制備方法。
用催化燃燒法處理有機廢氣，可獲得良好的凈化效果，在國際上得到了廣泛的應(yīng)用，從查閱資料綜合來看，國內(nèi)外大多采用貴金屬鉑，鈀為主要活性組分，Al2O3或金屬為載體。其貴金屬含量一般為0.1～0.9%，如沈陽環(huán)保所的鉑，鈀高鎳合金催化劑，含鉑0.8%，鈀0.1%，參見環(huán)境科學1980.6，波蘭專利PL109987所公布的Al2O3載體催化劑，含鉑量為0.1%，日本專利昭60-97030，含鉑量為1.2g/升。上述催化劑由于貴金屬用量大，因而價格高，而且貴金屬資源稀少，在我國推廣應(yīng)用困難。為了降低貴金屬含量，提高催化活性，杭州大學研制了NZP型系列催化劑，采用天然沸石為載體，鉑為主要活性組分，其鉑含量為0.02～0.03%，參見石油化工1984年13卷，1985年14卷，該系列催化劑具有催化活性好，含鉑量低，成本低等特點，但是其主要活性組分為鉑，鈀和鉑相比，資源鈀比鉑豐富，價格較低，以鈀代替鉑，或部分代替鉑，對資源的合理利用，降低催化劑成本是很有意義的。
顯然，制備以鈀為主要活性組分的催化性能更好、成本更低的催化劑就是本發(fā)明的目的。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，鉑，鈀在某一比例范圍內(nèi)，鉑，鈀的催化活性能疊加而加強，產(chǎn)生共助催化效應(yīng)，本發(fā)明的催化劑是采用天然絲光沸石為載體，貴金屬鈀為主，鉑為副組分的催化劑，用離子交換吸附，還原和高溫處理等工藝制備而成。該催化劑的活性組分含量是鈀，鉑與載體的重量比為0.01～0.09%，其較佳比例為0.02～0.05%，鈀，鉑相對比例為9.9～6.0∶0.1～4.0(摩爾比)。
本發(fā)明提供的催化劑的性能指標為空速(1/時)5000～20000起燃溫度(℃)180～260耐熱溫度(℃)700凈化率(%)≥98控NOX能力(%) ＞80本發(fā)明的催化劑制備可采用甲醛還原法，其制備步驟是;按上述比例的鈀、鉑制備成混合溶液;加適量的氨水使其轉(zhuǎn)化成氨絡(luò)正離子形式;將載體天然絲光沸石按比例浸入上述溶液，吸附鈀，鉑，加一定濃度的甲醛溶液還原，然后水洗，干燥，在一定高溫下活化即成。也可采用H2O2還原法制備，其步驟基本上與上述甲醛還原法相同，所不同的是不加氨水和采用H2O2作為還原劑，即制備鈀，鉑混合溶液后，就加載體吸附鈀，鉑，然后加H2O2還原。
本發(fā)明提供的催化劑優(yōu)點是1、該催化劑對烴類及其含氧衍生物具有較高的氧化活性。
2、對N-二甲基甲酰胺，正丁胺等含氮有機物既有較高的氧化活性，又有相當好的控NOX生成能力。
3、以鈀為主要活性組分，減少鉑的用量，催化劑成本低。
以下結(jié)合本發(fā)明的實例對本發(fā)明的內(nèi)容作詳細描述，以便更清楚了解本發(fā)明催化劑的性能和特點。
實例1吸取78ml鈀液(20.5mg/ml)，40ml鉑液(10mg/ml)，混合后加適量氨水，攪拌均勻使(PdCl4)＝、(PtCl6)＝等絡(luò)陰離子轉(zhuǎn)變?yōu)榻j(luò)氨正離子，取10公斤天然絲光沸石小球，其絲光含量大于50%，將上述的鈀、鉑混合液噴灑浸沒載體沸石小球，靜止2小時以上，使其充分吸附、交換，加1%濃度的甲醛溶液還原，靜置1小時以上，用水洗至無Cl-離子為止，120℃下干燥，然后在空氣氛500℃烘箱中活化4～5小時即成。該催化劑的活性組分是載體重量的0.02%，鈀∶鉑＝0.8∶0.2(摩爾比)。
實例2按實例1的制備方法，取298.8ml鈀液，6ml鉑液，載體絲光沸石10公斤，還原劑采用濃度5%甲醛溶液還原，所制得的催化劑的活性組分含量是載體重量的0.06%，鈀∶鉑＝0.99∶0.01(摩爾)。
實例3吸取39.3ml鈀液、加40ml鉑液混合均勻，將10公斤天然沸石不規(guī)則顆粒浸入上述鈀、鉑混合液，靜置2小時以上，使其充分吸附交換，加2%濃度H2O2溶液還原，以下步驟與實例1相同。所得催化劑的活性組分含量是載體重量的0.01%，鈀∶鉑＝0.6∶0.4(摩爾比)。
實例4本發(fā)明的催化劑對不同反應(yīng)物氧化活性表
反應(yīng)活性，以轉(zhuǎn)化率＞98%的下限反應(yīng)溫度表示。由表可見芳烴，含氧有機物具有很高的催化氧化活性。
實例5本發(fā)明的催化劑對含氮有機物脫臭與控NOX能力表
＊控NOX%以NO2計量＊＊前一組數(shù)據(jù)空速5000h-1，其他數(shù)據(jù)空速10000h-1。
由表可見該催化劑對N-二甲基甲酰胺，正丁胺等氧化，在完全分解的溫度范圍，＜400℃時，控NOX率＞80%，可避免NOX產(chǎn)生的二次所染。
實例6本發(fā)明的催化劑與杭州大學研制的BMZ-1型催化劑配合，在杭州新港合成革有限公司Pu生產(chǎn)線上使用，(廢氣主要含有N-二甲基甲酰胺，甲苯，甲乙酮等)達到了良好的脫臭能力，高的凈化效力和控NOX能力，在濃度10000mg/m3左右，空速7500～15000h-1范圍內(nèi)，均在250℃左右迅速起動，有機物凈化率＞98%，控NOX率＞90%，達到了工業(yè)生產(chǎn)廢氣排放要求。
權(quán)利要求
1.一種用于有機廢氣焚燒凈化催化劑，其特征是催化劑的載體采用天然絲光沸石，鈀為主要活性組分，鉑為輔助活性組分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征是活性組分與載體的重量比為0.01～0.09%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的催化劑，其特征是所述活性組分與載體的較佳重量比為0.02～0.05%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征是所述活性組分鈀，鉑的相對比例為9.9～6.0∶0.1～4.0(摩爾比)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑的制備方法是a、將鈀，鉑按所述比例制成鈀，鉑混合液，b、加氨水使鈀，鉑轉(zhuǎn)變成絡(luò)氨離子，c、按所述比例加絲光沸石載體吸附鈀，鉑，d、加甲醛溶液還原，e、水洗，干燥，活化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征是所述還原劑甲醛溶液濃度為1～5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述催化劑的制備方法是f、將鈀，鉑按所述比例制成鈀、鉑混合液，g、按所述比例加絲光沸石載體吸附鈀，鉑，h、加H2O2溶液還原，水洗，干燥，活化，
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征是還原劑H2O2溶液濃度為1～5%。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的制備方法，其特征是所述制備條件為，吸附鈀，鉑，時間為2～4小時，水洗至無Cl-離子，120℃下干燥，500℃空氣氛中活化3～5小時。
全文摘要
一種有機廢氣凈化催化劑，以天然沸石為載體，以鈀為主要活性組分，鉑為輔助活性組分，活性組分與載體的重量比為0.01～0.09％，鈀，鉑的相對比例為9.9～6.0∶0.1～4.0(摩爾比)，采用離子交換，吸附，還原和高溫活化方法制備而成，該催化劑不但對烴類及其含氧衍生物具有較高的催化氧化活性，而且對含氮有機物有較高的分解能力和良好的控制氮氧化物生成的能力，避免產(chǎn)生二次污染，可廣泛用于有機廢氣凈化處理，具有性能優(yōu)良，成本低，制備簡單，適用范圍廣等特點。
文檔編號B01J29/22GK1034494SQ88100430
公開日1989年8月9日 申請日期1988年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月26日
發(fā)明者袁賢鑫, 羅孟飛, 金松壽 申請人:杭州大學