一种用于去除co、vocs的耐硫型催化剂及其制备方法与流程

文档序号:27488031发布日期:2021-11-22 13:34阅读:271来源:国知局

1.本发明属于环境工程技术领域,具体涉及一种用于去除co、vocs的耐硫型催化剂及其制备方法。


背景技术:

2.co为有毒气体,常温下空气中的co到达一定浓度后即会引起人的不良反应,包括头晕呕吐,而当环境中co的浓度进一步提高后,因co与人体血红蛋白的结合能力远大于o2,从而可能会导致人的死亡,而工业生产过程中长产生的vocs(挥发性有机物)虽然在自然环境下挥发掉大部分,但剩余的部分vocs会对人体产生长远的影响。
3.当前消除环境中产生的co主要采用催化氧化法,所使用的的催化剂一类为非贵金属催化剂,一类为贵金属催化剂。而在实际工业处理中,一些特殊行业的vocs气体往往含有一定量的硫,这些硫化物存在会与催化剂中的活性位结合,破坏催化剂活性组分,进而降低催化活性.因此在处理含硫有机废气时,不仅要求催化剂的催化活性高,稳定性好,更要求催化剂在含硫环境中抗硫性能好。
4.vocs减排技术方法有:吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法、催化燃烧法、热力燃烧法、生物法、等离子法、光催化法,而现有的吸附方法所使用的催化剂往往耐硫性较差。目前对于同时处理co、vocs的耐硫型催化剂并未见报道,且现有催化剂的反应温度较高,因而消耗能源较多。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提供一种用于去除co、vocs的耐硫型催化剂及其制备方法,以解决现有的催化剂耐硫效果差、能源消耗大的问题。
6.1、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种用于去除co、vocs的耐硫型催化剂的制备方法,包括以下制备步骤:1)将活性炭用去离子水洗涤3

5遍,升温至120

150℃,保持1

2小时,再升温至400

600℃,保持1

1.5小时,冷却至室温,取出活性炭,去离子水保存;2)将钴盐和钼盐完全溶解到去离子水中无沉淀后,用无机酸调节溶液的ph值为2

4,在搅拌条件下继续加入硫化铵溶解完全,得到含co、mo和s元素的浸渍液;3)将第三步处理后的活性炭加入含co、mo和s元素的浸渍液中,密闭条件下陈化得到含含co、mo和s元素的活性炭前驱体;4)将活性炭前驱体在60

90℃下回流1

2小时,然后加入水合肼继续在120

140℃条件下回流2

6小时,完成催化剂的硫化过程,然后冷却、过滤、洗涤、真空干燥,即得到co

mo

s催化剂;5)将pt、pd和ir分别溶于王水,蒸干后,加入去离子水稀释,得到氯铂酸溶液、氯钯酸溶液和氯铱酸溶液备用;6)将载体浸入酸性溶液中煮沸0.5

2h,去离子水清洗至中性,放入鼓风干燥箱中
烘干,在400

800℃之间煅烧3.5小时以上;7)将辅助涂层的溶液缓慢滴加入主体涂层的溶胶中,均匀搅拌,得到混合溶液,将第二步中的处理后的载体加入混合液中5

8分钟,自然环境下吹扫,放入鼓风干燥箱中烘干,在500

800℃之间煅烧2.5小时以上,得到涂敷有均匀金属氧化物复合涂层的载体;8)按耐硫型催化剂各组分比例将第一步中的氯铂酸溶液、氯钯酸溶液和氯铱酸溶液与硝酸盐溶液混合,将涂敷有均匀金属氧化物复合涂层的载体放入四种四种溶液的混合液中,采用等体积浸渍法,浸渍6小时以上;9)向第八步中的混合液中加入还原剂,反应5分钟以上,温度为40

80℃,取出载体,用去离子水洗涤三遍以上,鼓风干燥箱中烘干,得到目标产物;10)将目标产物与co

mo

s催化剂一同放入多孔容器中。
7.所述用于去除co、vocs的耐硫型催化剂包括所述步骤9中的目标产物和co

mo

s催化剂,所述酸性溶液为:稀硝酸、稀盐酸、草酸,浓度为1%

10%;所述辅助涂层的溶液为下列一种:铁离子硝酸盐、锌离子硝酸盐,浓度为0.05~5g/ml,所述还原剂为下列一种:分析纯的甲酸、草酸,还原剂与pt、pd、ir、助剂总量的摩尔比为1.0

10.0∶1,所述载体为活性炭,所述多孔容器结构为蜂窝状、纤维状、丝网状,所述主体图层为氧化铝,辅助涂层为下列一种:氧化锌、氧化铁,所述助剂为下列一种:铁、铜、银的单质或其氧化物。
8.所述目标产物中各组分含量与载体重量的关系如下:pt的重量为载体重量的0.05%~8%;pd的重量为载体重量的0.05%~8%; ir的重量为载体重量的0.05%~8%;主体涂层的重量为载体重量的1.5%~15%;辅助涂层的重量为载体重量的1.5%~15%;助剂的重量为载体重量的0.05%~20%;pt、pd、ir的粒径为4

10nm,纯度大于99%。
9.所述水合肼为moo3质量数的4

5倍,所述硫化铵用量为元素mo摩尔数的4

6倍,所述钴盐为硝酸钴,所述钼盐为七钼酸铵,钴以氧化钴计算的含量为3.0

6.0wt%,钼以三氧化钼计算含量为10.0

15.0 wt%,所述氯铂酸溶液、氯钯酸溶液和氯铱酸溶液浓度均为0.01

2.5g/ml。
10.本发明的技术效果和优点:该催化剂降低了有机物的活化能,使有机物的氧化温度降低至300℃发生氧化分解,较传统技术,钻

钼耐硫催化剂与传统的铁一铬和铜一锌系变换催化剂相比,具有操作弹性大、活性高、不易中毒、耐硫无上限等优点,活性温区为160~500 ℃,钻钼系催化剂的活性组分是硫化物,耐硫效果好,对其他有害物质的抗毒性也较好,少量的nh,hcn,coh,等对催化剂的活性均无明显影响。
具体实施方式
11.下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
12.实施例1称取14.2g四水合硝酸钴、16.0g四水合七铺酸铵溶解到氨水中配成澄清溶液,采用硝酸将溶液的ph值调节至2.0,之后在溶液中加入23.4g硫化铵,充分溶解后得到含co、mo和s的浸渍液;称取100g活性炭载体采用常温浸入含co.mo和s的浸渍液,密闭条件下室温陈化8小时得到催化剂半成品;将催化剂半成品加入带有回流的烧瓶中,在80℃的条件下回流70min,继续加入50ml.的水合肼和100ml的去离子水,将温度升高至130℃继续回流4小时,将温度降低至室温。
13.过滤,去离子水洗涤,真空干燥得到co

mo

s催化剂;取0.05gpd溶于3ml王水,制得h2pdcl4、h2pdcl6,蒸干加去离子水稀释至1.5ml,取0.04gpt溶于3ml王水,制得h2ptcl4、h2ptcl6,蒸干加去离子水稀释至1 .5ml,取0.03gir溶于2ml王水,制得hircl4、h2ircl6,蒸干加去离子水稀释至1.5ml;另取蜂窝状活性炭,将活性炭作为载体浸泡在5%稀盐酸中煮沸2h,去离子水清洗至中性,放入鼓风干燥箱中烘干,在500℃之间煅烧4小时;将50ml浓度为5g/ml的硝酸铁溶液缓慢滴加入氧化铝的溶胶中,均匀搅拌,得到混合溶液,取处理后的活性炭35g加入混合液中5分钟,自然环境下吹扫,放入鼓风干燥箱中烘干;将制备的1.5ml氯铂酸溶液、1.5ml氯钯酸和1.5ml氯铱酸溶液和浓度为6g/ml的zn(no3)2溶液混合后,将涂敷有均匀金属氧化物复合涂层的活性炭放入三种溶液的混合液中,采用等体积浸渍法,浸渍7小时;将混合液和载体加热到60℃,加入草酸8g,反应5分钟,取出载体,用去离子水洗涤三遍,鼓风干燥箱中烘干,得到pt

pd

ir

zn/al2o3/活性炭蜂窝催化剂成品;10)将活性炭蜂窝催化剂成品与co

mo

s催化剂一同放入多孔陶瓷容器中。
14.本实例的催化剂进行消除co、常见vocs性能测试对比,实验条件:co浓度380ppm,苯浓度为2500mg/m3,甲苯浓度为2500mg/m3,二甲苯浓度为5mg/l,硫化氢浓度为30ppm,其余为空气,温度300
±
10℃,空气速度为25km/h,相对湿度75%测试。通过co分析仪、硫化氢分析仪和vocs分析仪测试后结果如下:有害气体种类co苯甲苯二甲苯催化剂经h2s损耗程度转化率(%)959396970.002实验条件:co浓度950ppm,苯浓度为3000mg/m3,甲苯浓度为2900mg/m3,二甲苯浓度为6mg/l,硫化氢浓度为40ppm,其余为空气,温度300
±
10℃,空气速度为40km/h,相对湿度80%测试。通过co分析仪、硫化氢分析仪和vocs分析仪测试后结果如下:有害气体种类co苯甲苯二甲苯催化剂经h2s损耗程度转化率(%)879188900.007最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的
保护范围之内。
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