一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法与流程

本发明涉及催化剂的制备领域，更具体的是涉及一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法。

背景技术：

1、石化行业是全球经济的重要支柱，然而其生产过程中产生的废气对环境造成了严重的影响。在环氧乙烷生产过程中，尾气中的乙烷废气是一个主要的污染物来源。这些尾气中除了乙烷外，还包括乙烯和环氧乙烷。其中，乙烯和环氧乙烷相对容易通过催化方法进行处理，而乙烷的处理则相对困难，需要较高的催化温度，这就需要对尾气入口进行较高的加热，使得处理这些废气的能耗较高，处理成本也相应提高。

2、目前的处理方法通常采用pd-pt催化剂，这种催化剂的浓度一般在2g/l-2.5g/l之间。在尾气入口加热至350℃左右后，使用这种催化剂对尾气进行处理。然而，这种方法存在几个问题。首先，voc催化剂的成本较高，其次，尾气入口需要加热至较高的温度，这导致了较大的能耗，这对催化剂和使用成本的控制都不利。此外，加热至350℃所需要消耗的电力和气体资源也较多，加剧了能源消耗。

3、在当前提倡低碳及节能减排的大背景下，如何有效地处理这些废气，降低处理过程的能耗，同时满足碳排放回收利用的要求，成为了一个亟待解决的问题。因此，研发一种用于中低温乙烷氧化的催化剂及其制备工艺，以降低处理乙烷废气的能耗和成本，提高废气处理的效率，具有重要的实际意义和应用价值。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的问题，降低处理乙烷废气的能耗和成本，提高废气处理的效率，现提供一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法，具体方案如下：

2、一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法，包括以下步骤：

3、s1：称取zroso4改性后的氧化铝涂层载体za材料放入桶中，搅拌均匀；

4、s2：称取贵金属pt溶液、贵金属pd溶液，稀释一定倍数后称取稀土助剂加入到pt溶液和pd溶液中至完全溶解，取1/5的pt混合溶液加入桶中，加入pd混合溶液混合均匀后加入剩余的pt混合溶液；

5、s3：称取沉淀剂、粘结剂加入桶中进行搅拌；

6、s4：加入纤维素，搅拌至合适涂覆的黏度即停；

7、所述za材料的组分为xiceasnbzrm-nal2o3,x为稀土元素。

8、进一步的，涂层各组分的质量百分比如下：

9、改性氧化铝65～73％；稀土助剂1～5％；pt 0.1～1％；pd 1～2％；

10、沉淀剂20～30％；粘结剂1～5％；纤维素0.1～0.5％。

11、进一步的，xiceasnbzrm-nal2o3中i：a：b：m：n＝(3～8):(1～5)：(1～5)：(20～25)：(60～65)。

12、进一步的，za材料的比表面积≥110m2/g，孔容≥0.5ml/g。

13、进一步的，za材料的氧化物含量为30～35％。

14、进一步的，稀土助剂为la、ce或y中的一种或几种的组合。

15、进一步的，稀土元素为la、ce或y中的任意一种。

16、进一步的，沉淀剂为ce-zr复合氧化铝。

17、进一步的，稀释倍数为3～6倍。

18、有益效果：

19、本发明的一种用于中低温乙烷氧化的催化剂及其制备工艺，主要通过开发zroso4改性的氧化铝材料，组分为xiceasnbzrm-nal2o3，并对各组分的系数进行限定i：a：b：m：n＝(3～8):(1～5)：(1～5)：(20～25)：(60～65)，制备出贵金属pt-pd浓度在0.8g/l-1.58/l的催化剂，具有以下显著的有益效果：

20、(1)本发明采用zroso4改性的氧化铝材料，可以承载贵金属pt-pd、la、ce、zr等助剂，提升了污染气体的吸附能力，从而提高了催化剂的活性。同时，采用ce-zr复合氧化铝作为沉淀剂，可以进一步提升贵金属的使用率和催化剂的活性。

21、(2)zroso4在改性氧化铝材料中具有较高的低温耐硫性，使得催化剂在处理含硫废气时具有优异的稳定性；za材料中的ce、la、y等对乙烷具有一定的催化活性，其中的sn催化活泼性较强，能进一步促进催化活性的提升。

22、(3)za材料整体具有相对高的比表面积和孔容，其中比表面积大于110m2/g，孔容大于0.5ml/g，有利于提高催化剂的活性和稳定性，za材料对乙烷具有良好的中低温催化活性，可以降低尾气入口的升温温度，从而降低能耗，同时za材料在高温下具有良好的耐水热性能，能长期有效地处理乙烷气体。

技术特征：

1.一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法，其特征在于，涂层各组分的质量百分比如下：

3.根据权利要求1所述的一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法，其特征在于，xiceasnbzrm-nal2o3中i：a：b：m：n＝(3～8):(1～5)：(1～5)：(20～25)：(60～65)。

4.根据权利要求1所述的一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法，其特征在于，za材料的比表面积≥110m2/g，孔容≥0.5ml/g。

5.根据权利要求1所述的一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法，其特征在于，za材料氧化物含量为30～35％。

6.根据权利要求1所述的一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法，其特征在于，稀土助剂为la、ce或y中的一种或几种的组合。

7.根据权利要求1所述的一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法，其特征在于，稀土元素为la、ce或y中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法，其特征在于，沉淀剂为ce-zr复合氧化铝。

9.根据权利要求1所述的一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法，其特征在于，稀释倍数为3～6倍。

技术总结
一种用于中低温乙烷氧化的催化剂涂层的制备方法，包括以下步骤：S1：称取ZrOSO<subgt;4</subgt;改性后的氧化铝涂层载体ZA材料放入桶中，搅拌均匀；S2：称取贵金属Pt溶液、贵金属Pd溶液，稀释一定倍数后称取稀土助剂加入到Pt溶液和Pd溶液中至完全溶解，取1/5的Pt混合溶液加入桶中，加入Pd混合溶液混合均匀后加入剩余的Pt混合溶液；S3：称取沉淀剂、粘结剂加入桶中进行搅拌；S4：加入纤维素，搅拌至合适涂覆的黏度即停；所述ZA材料组分为X<subgt;i</subgt;Ce<subgt;a</subgt;Sn<subgt;b</subgt;Zr<subgt;m</subgt;‑nAl<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;,X为稀土元素。ZrOSO<subgt;4</subgt;在改性氧化铝材料中具有较高的低温耐硫性，使得催化剂在处理含硫废气时具有优异的稳定性，高温情况下保持较高的转化率。

技术研发人员：陈雪红,刘业楠,朱增赞,栾浩,赵磊,王菊,潘文,徐欢,丁宇恒,季天翔
受保护的技术使用者：凯龙蓝烽新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16