一种高性能VOCs氧化降解Pt/CeO2-ZrO2-La2O3+ZSM-5催化剂的制备方法

本发明涉及一种高性能vocs氧化降解催化剂的制备方法，具体地说，是一种高性能vocs氧化降解pt/ceo2-zro2-la2o3+zsm-5催化剂的制备方法。

背景技术：

1、挥发性有机物(vocs)是工业废气中主要的大气污染物，对人类和自然环境都有严重的危害。在目前vocs的治理方法中，催化燃烧法效率高、成本低，是人们公认最有效的方法，而高性能催化剂的研发是催化氧化降解技术实现应用的关键。zsm-5沸石分子筛由于具有较大的比表面积、优异的水热稳定性以及丰富的酸性中心，可用作催化剂、吸附剂及负载型催化剂载体受到了人们的广泛关注。然而zsm-5沸石分子筛的孔道结构由微孔构成，导致反应物和产物在催化反应过程中的传质阻力较大，也不利于贵金属在分子筛表面的分散，易造成贵金属颗粒团聚。此外，由于zsm-5分子筛本身的强酸性而容易导致的表面碳沉积的现象，会使分子筛孔径进一步缩小，降低传质速率，从而大大降低催化剂的使用寿命甚至引起失活。通过化学试剂酸或碱处理可在zsm-5沸石分子筛内引入多级孔结构，能够有效地减少分子筛内的空间位阻，提高有机大分子的传质速率，同时也会增强分子筛-贵金属颗粒之间的相互作用，改善贵金属颗粒的分散状态。ceo2-zro2基复合氧化物具有良好的储氧能力和氧流动性，ceo2-zro2基复合氧化物与贵金属pt、pd等之间存在较强的相互作用，可以稳定贵金属的同时减少贵金属的使用量，在汽车尾气三元催化剂及工业排放vocs净化催化剂中得到广泛应用。因此，开发高性能的vocs氧化降解催化剂对于催化燃烧技术的广泛应用具有重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高性能的vocs氧化降解催化剂，具体是指高性能vocs氧化降解pt/ceo2-zro2-la2o3+zsm-5催化剂的制备方法，本发明是通过以下技术方案来实现的：

2、本发明公开了一种高性能vocs氧化降解pt/ceo2-zro2-la2o3+zsm-5催化剂的制备方法，以工业商用ceo2-zro2-la2o3复合氧化物、氯铂酸h2ptcl6和工业商用h型zsm-5分子筛为原料，先使用四丙基氢氧化铵tpaoh的有机碱水溶液对zsm-5分子筛表面进行刻蚀处理，再与ceo2-zro2-la2o3复合氧化物机械研磨混合均匀，然后采用乙二醇液相还原法负载pt制得pt/ceo2-zro2-la2o3+zsm-5催化剂，催化剂中含有pt，具体制备步骤如下：

3、1)在tpaoh水溶液中加入粉末zsm-5分子筛，在50-70℃下搅拌处理，然后过滤、去离子水洗涤多次至滤液呈中性，烘干；

4、2)将经上述有机碱刻蚀处理过的zsm-5分子筛按设定的质量比与ceo2-zro2-la2o3复合氧化物混合，机械研磨均匀后制得ceo2-zro2-la2o3+zsm-5复合载体；

5、3)将该ceo2-zro2-la2o3+zsm-5复合载体分散在含有设定浓度的h2ptcl6-乙二醇混合溶液中，该混合液的ph值为3.0～6.0，氮气保护下搅拌3小时以上，然后升温至150～170℃回流，过滤、去离子水洗涤多次至滤液中无cl-离子，烘干，高温焙烧后制得pt/ceo2-zro2-la2o3+zsm-5催化剂。

6、作为进一步地改进，本发明所述的zsm-5分子筛的si/al摩尔比为12.5～46。

7、作为进一步地改进，本发明所述的ceo2-zro2-la2o3复合氧化物的ce/zr/la摩尔比为1:0.83:0.17。

8、作为进一步地改进，本发明所述的ceo2-zro2-la2o3+zsm-5复合载体中ceo2-zro2-la2o3与zsm-5的质量比为1:4～1:9。

9、本发明的有益效果如下：

10、工业化生产的ceo2-zro2-la2o3复合氧化物、zsm-5分子筛为基础原料，贵金属pt含量低；pt/ceo2-zro2-la2o3+zsm-5催化剂制备工艺简单，催化剂成本低，是一种高性能的vocs氧化降解催化剂。有机碱处理zsm-5沸石分子筛具有微-介孔的多级孔结构，能够有效地减少分子筛内的空间位阻，提高有机大分子的传质速率。此外，低si/al比的zsm-5分子筛具有丰富的表面酸位(尤其强酸位)，有利于促进含氯、氮和氧等杂原子vocs在催化剂表面的吸附-脱附，促进它们的低温氧化；贵金属pt与ceo2-zro2-la2o3具有较强的相互作用，而合适的ceo2-zro2-la2o3与zsm-5的质量比有利于ceo2-zro2-la2o3在zsm-5表面的分散，进而促进pt颗粒的分散和提高催化剂对vocs的深度氧化能力。该催化剂对各类vocs(含氯、氮和氧等杂原子vocs，芳烃)均有良好的低温催化氧化活性，对催化燃烧技术的广泛应用具有重要的意义。

技术特征：

1.一种高性能vocs氧化降解pt/ceo2-zro2-la2o3+zsm-5催化剂的制备方法，其特征是，以工业商用ceo2-zro2-la2o3复合氧化物、氯铂酸h2ptcl6和工业商用h型zsm-5分子筛为原料，先使用四丙基氢氧化铵tpaoh的有机碱水溶液对zsm-5分子筛表面进行刻蚀处理，再与ceo2-zro2-la2o3复合氧化物机械研磨混合均匀，然后采用乙二醇液相还原法负载pt制得pt/ceo2-zro2-la2o3+zsm-5催化剂，催化剂中含有pt，具体制备步骤如下：

2.根据权利要求1所述的高性能vocs氧化降解pt/ceo2-zro2-la2o3+zsm-5催化剂的制备方法，其特征是，所述的zsm-5分子筛的si/al摩尔比为12.5～46。

3.根据权利要求1或2或3所述的高性能vocs氧化降解pt/ceo2-zro2-la2o3+zsm-5催化剂的制备方法，其特征是，所述的ceo2-zro2-la2o3复合氧化物的ce/zr/la摩尔比为1:0.83:0.17。

4.根据权利要求3所述的高性能vocs氧化降解pt/ceo2-zro2-la2o3+zsm-5催化剂的制备方法，其特征是，所述的ceo2-zro2-la2o3+zsm-5复合载体中ceo2-zro2-la2o3与zsm-5的质量比为1:4～1:9。

技术总结
本发明公开了一种高性能VOCs氧化降解Pt/CeO2‑ZrO2‑La2O3+ZSM‑5催化剂的制备方法，以工业商用CeO2‑ZrO2‑La2O3复合氧化物、氯铂酸(H2PtCl6)和工业商用ZSM‑5分子筛(H型)为原料，先使用有机碱(四丙基氢氧化铵)溶液对ZSM‑5分子筛表面进行刻蚀处理，再与CeO2‑ZrO2‑La2O3复合氧化物机械研磨混合均匀，然后采用乙二醇液相还原法负载Pt制得Pt/CeO2‑ZrO2‑La2O3+ZSM‑5催化剂，催化剂中贵金属Pt含量低。催化剂制备工艺简单、催化剂成本低，对各类VOCs(含氯、氮和氧等杂原子VOCs，芳烃)均有良好的低温催化氧化活性，是一种高性能的VOCs氧化降解催化剂。

技术研发人员：周仁贤,孔凡哲
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13