本發(fā)明屬于催化劑制備與熱催化降解vocs，涉及一種具有抗硫性能的甲苯熱催化降解催化劑的制備方法。

背景技術(shù)：

1、揮發(fā)性有機(jī)化合物（vocs）作為形成臭氧（o3）和pm2.5的重要前驅(qū)體，形成的臭氧污染問(wèn)題引起了世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。尤其是人為源排放的vocs，會(huì)通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生二次有機(jī)氣溶膠(soa)，造成大氣污染并對(duì)敏感人群的健康產(chǎn)生不利影響。vocs的污染控制技術(shù)可分為兩類，一類為回收技術(shù)，另一類為銷毀技術(shù)，其中熱催化燃燒技術(shù)由于加入了催化劑，有效降低了vocs分子與氧分子之間反應(yīng)的活化能，降低了vocs的起燃能壘，使得該技術(shù)通常能在較低溫度（200-500℃）下進(jìn)行。該技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性高，處理后二次污染少，降解效率高。因而一直以來(lái)都是vocs污染控制領(lǐng)域的重點(diǎn)。

2、設(shè)計(jì)和制備高活性、低成本的vocs催化材料是熱催化燃燒技術(shù)的核心，目前用于vocs催化氧化的催化劑主要分為非貴金屬催化劑和貴金屬催化劑，其中貴金屬催化劑由于其卓越的低溫催化活性和化學(xué)穩(wěn)定性，在大部分的催化反應(yīng)中具有更高的活性和選擇性，因而更受到關(guān)注。而其中pd催化劑由于對(duì)烷烴類voc尤其是苯系物具有優(yōu)異的催化性能，更是有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)。然而貴金屬價(jià)格昂貴，為控制成本和提高熱穩(wěn)定性，需要對(duì)pd所負(fù)載的載體進(jìn)行合理選擇與設(shè)計(jì)，其中ceo2由于其優(yōu)異的儲(chǔ)氧能力和氧化還原循環(huán)使其具有成為優(yōu)良載體的可能性。

3、在實(shí)際工況條件下，尾氣成分十分復(fù)雜，除vocs組分外，還含有水、硫化物（so2、h2s、硫醇）、重金屬元素、氮氧化物和其他物質(zhì)等。其中硫化物，特別是二氧化硫（so2），由于其在廢氣中的高含量，對(duì)催化劑的高效性能和穩(wěn)定性構(gòu)成嚴(yán)重的威脅，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中極易導(dǎo)致催化劑的失活。目前對(duì)vocs熱催化劑的抗硫性能還沒(méi)有受到廣泛關(guān)注，因此制備出一種低溫活性高、抗硫性能優(yōu)異的催化劑是當(dāng)前vocs熱催化技術(shù)中亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)目前vocs熱催化劑受廢氣中硫組分失活的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有高降解活性和抗硫性能的vocs熱催化劑及其制備方法。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種具有抗硫性能的pd/ti/ceo2催化劑，其特征在于，所述催化劑由活性組分及改性載體組成；

3、其中：活性組分為貴金屬pd，其含量以單質(zhì)金屬計(jì)，為載體質(zhì)量的0.5?wt%?-?1wt%；改性載體為ti摻雜的ceo2。

4、一般地，所述改性載體中ti的含量為載體質(zhì)量的0.5?-?6.5?wt%。

5、本發(fā)明還提供了具有抗硫性能的pd/ti/ceo2催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

6、1)制備載體：將ce的前驅(qū)鹽焙燒，得到ceo2；

7、2)制備改性載體：將鈦的前驅(qū)體溶于溶劑，攪拌得到鈦的前驅(qū)體溶液，加入ceo2與水，蒸干溶劑，得到的白色沉淀干燥、焙燒，得到ti/ceo2載體；

8、3)負(fù)載pd：取ti/ceo2載體用水分散，加入pd的前驅(qū)鹽溶液，蒸干溶劑，干燥、焙燒，得到pd/ti/ceo2催化劑。

9、一般地，所述步驟1）制備載體所用的ce的前驅(qū)鹽為ce(no3)3·6h2o。

10、所述步驟2）和3）中所用的方法均為兩步濕浸漬法。

11、所述步驟2）中，鈦的前驅(qū)體為鈦酸四丁酯，溶劑為乙醇；鈦酸四丁酯與水的體積比為1:20?-?80，優(yōu)選1:50，ti與ce的摩爾比為0.03?-?0.2。

12、所述步驟3）中，pd的前驅(qū)鹽溶液為pd(no3)2，其溶液濃度為0.01?-?0.05?mol/l，優(yōu)選0.03?mol/l。

13、本發(fā)明提供了具有抗硫性能的pd/ti/ceo2催化劑的一種典型的制備方法，具體步驟如下：

14、1)制備載體：將ce(no3)3·6h2o，在500℃下焙燒4小時(shí)，得到ceo2；

15、2)濕浸漬法制備改性載體：將鈦酸四丁酯溶于乙醇，冰水浴下攪拌60分鐘，得到鈦的前驅(qū)體溶液，加入ceo2與水，100℃下油浴蒸干溶劑，得到的白色沉淀于120℃下干燥3h，在500℃下焙燒4h，得到ti/ceo2載體；

16、3)濕浸漬法負(fù)載pd：取ti/ceo2載體用水分散，加入pd(no3)2溶液，80℃下油浴蒸干溶劑，于110℃下干燥4h，在400℃下焙燒6h，得到pd/ti/ceo2催化劑。

17、本發(fā)明具有抗硫性能的pd/ti/ceo2催化劑，具有良好的降解效率和水熱穩(wěn)定性，適用于甲苯等的苯系vocs廢氣的熱催化處理。且具有良好的抗硫性能，適用于熱催化處理含有高硫組分的vocs廢氣。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括：

19、（1）本發(fā)明提供了一種具有抗硫性能的vocs廢氣催化劑，能夠在低溫下（200℃）實(shí)現(xiàn)對(duì)高濃度vocs的高效熱催化燃燒。在vocs廢氣處理方面具有潛在的前景應(yīng)用；

20、（2）本發(fā)明提供的具有抗硫性能的vocs廢氣催化劑屬于負(fù)載型貴金屬催化劑，其貴金屬負(fù)載量少，且通過(guò)對(duì)載體改性使得降低負(fù)載量的同時(shí)保持催化活性且提高了催化劑的水熱穩(wěn)定性和抗硫性能；

21、（3）本發(fā)明提供的抗硫性能的vocs廢氣催化劑具有優(yōu)異的抗硫性能和水熱穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種具有抗硫性能的pd/ti/ceo2催化劑，其特征在于，所述催化劑由活性組分及改性載體組成；

2.如權(quán)利要求1中所述具有抗硫性能的pd/ti/ceo2催化劑，其特征在于，改性載體中ti的含量為載體質(zhì)量的0.5?-?6.5?wt%。

3.如權(quán)利要求1所述具有抗硫性能的pd/ti/ceo2催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.如權(quán)利要求3所述具有抗硫性能的pd/ti/ceo2催化劑的制備方法，其特征在于，步驟1）制備載體所用的ce的前驅(qū)鹽為ce(no3)3·6h2o。

5.如權(quán)利要求3所述具有抗硫性能的pd/ti/ceo2催化劑的制備方法，其特征在于，步驟2）和3）中所用的方法均為兩步濕浸漬法。

6.如權(quán)利要求3或5所述具有抗硫性能的pd/ti/ceo2催化劑的制備方法，其特征在于，步驟2）中，鈦的前驅(qū)體為鈦酸四丁酯，溶劑為乙醇；鈦酸四丁酯與水的體積比為1:20?-?80，ti與ce的摩爾比為0.03?-?0.2。

7.如權(quán)利要求3或5所述具有抗硫性能的pd/ti/ceo2催化劑的制備方法，其特征在于，步驟3）中，pd的前驅(qū)鹽溶液為pd(no3)2，其溶液濃度為0.01?-?0.05?mol/l。

8.如權(quán)利要求3-7之一所述具有抗硫性能的pd/ti/ceo2催化劑的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

9.如權(quán)利要求1中所述具有抗硫性能的pd/ti/ceo2催化劑，具有良好的降解效率和水熱穩(wěn)定性，適用于苯系vocs廢氣的熱催化處理。

10.如權(quán)利要求1中所述具有抗硫性能的pd/ti/ceo2催化劑，具有良好的抗硫性能，適用于熱催化處理含有高硫組分的vocs廢氣。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于催化劑制備與熱催化降解VOCs技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種具有抗硫性能的Pd/Ti/CeO<subgt;2</subgt;甲苯熱催化降解催化劑。該催化劑以CeO<subgt;2</subgt;為載體，以貴金屬Pd為活性組分，通過(guò)在CeO<subgt;2</subgt;載體摻雜Ti實(shí)現(xiàn)抗硫性能的提升。其制備流程為兩步濕浸漬法：1）將一定量的CeO<subgt;2</subgt;載體與水加入到鈦的前驅(qū)體乙醇溶液中，在80℃下油浴蒸干得到白色沉淀，烘干后焙燒，得到Ti/CeO<subgt;2</subgt;載體；2）將Ti/CeO<subgt;2</subgt;載體用水分散成溶液，并加入一定濃度的Pd的前驅(qū)鹽溶液，攪拌均勻后蒸干，干燥后焙燒得到Pd/Ti/CeO<subgt;2</subgt;催化劑。本發(fā)明提供的催化劑制備方法簡(jiǎn)單，貴金屬負(fù)載量低，對(duì)VOCs的熱催化降解效率高，且抗硫性能強(qiáng)，在處理含硫組分高的的VOCs廢氣方面具有巨大的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：于品華,萬(wàn)海勤,金鋼,朱正煊,孔偉偉,賴俊榮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9