專利名稱：一種釔-鈀不銹鋼絲網(wǎng)催化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣(V0Cs)的催化劑，特別是涉及不銹鋼絲網(wǎng)陽(yáng)極氧 化膜金屬載體負(fù)載稀土金屬一貴金屬催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
催化劑載體是實(shí)現(xiàn)高效凈化的一個(gè)關(guān)鍵因素。近年來(lái)，研究開發(fā)了一些高穩(wěn)定性高活性 的新載體，其中金屬載體成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，但其存在表面光滑，活性組分不易負(fù)載的缺點(diǎn)。 本發(fā)明選用不銹鋼絲網(wǎng)作為催化劑的載體，采用金屬表面的陽(yáng)極氧化技術(shù)，使其表面自生長(zhǎng) 出一層氧化膜，可以較好的負(fù)載活性組分釔和鈀。通過(guò)這種方法制備的催化劑熱穩(wěn)定性好， 貴金屬含量少，是一種具有應(yīng)用前景的催化劑。
已公開的中國(guó)專利ZL03129367. 0和200710067768. 0涉及到二種不銹鋼陽(yáng)極氧化膜負(fù)載 貴金屬催化劑制備方法，其步驟為化學(xué)除油，去氧化皮處理，除掛灰處理，活化預(yù)處理， 陽(yáng)極氧化處理，獲得不銹鋼陽(yáng)極氧化膜，負(fù)載貴金屬活性組分，上述二種不銹鋼陽(yáng)極氧化膜 負(fù)載貴金屬催化劑活性較好、耐高溫、耐沖擊、抗震動(dòng)，熱穩(wěn)定性好。但存在著載體應(yīng)用面 窄，制備步驟多等問(wèn)題。
中國(guó)專利200810059778. 40涉及另一種不銹鋼金屬絲網(wǎng)載體陽(yáng)極氧化膜負(fù)載貴金屬催化 劑，擴(kuò)大了載體應(yīng)用面，但獲得的催化劑催化活性不夠高。相比之下中國(guó)專利200810062376. X 不銹鋼金屬絲網(wǎng)陽(yáng)極氧化膜載體負(fù)載稀土金屬-貴金屬催化劑成本低，與前面所述的已有較好 VOCs凈化效果的不銹鋼陽(yáng)極氧化膜負(fù)載貴金屬催化劑相比，催化活性更高，但由于該催化劑 (Ce-Pt-Pd/不銹鋼金屬絲網(wǎng))活性組分中的貴金屬采用Pt — Pd雙組分，成本相對(duì)較高，如 何降低成本又保持活性是需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在上述四個(gè)專利基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)活性組分的調(diào)變，目的是在保證低成本的 前提下，進(jìn)一步提高催化劑的低溫活性。因此提供不銹鋼金屬絲網(wǎng)陽(yáng)極氧化膜載體負(fù)載稀土 金屬-單組分貴金屬催化劑的制備方法，用于處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣。
稀土釔能穩(wěn)定催化劑活性組分，能使得更多的(V物種與陰離子空穴相互作用，從而形成 對(duì)催化氧化有利的氧缺位。本發(fā)明利用稀土釔這一特點(diǎn)；在采用不銹鋼絲網(wǎng)為催化劑載體的 原有基礎(chǔ)上，通過(guò)陽(yáng)極氧化法和二次浸潰法制備的稀土金屬-單組分貴金屬催化劑，具有較大應(yīng)用前景和開發(fā)市場(chǎng)。
本發(fā)明提供的不銹鋼金屬絲網(wǎng)陽(yáng)極氧化膜載體負(fù)載稀土金屬-貴金屬催化劑，是以表面附 著復(fù)合氧化膜不銹鋼絲網(wǎng)為載體，以稀土金屬釔和貴金屬鈀為活性組分，所述催化劑活性組 分含量為釔8wrt和鈀0. 5wt%。
本發(fā)明提供的不銹鋼金屬絲網(wǎng)陽(yáng)極氧化膜載體負(fù)載稀土金屬-貴金屬催化劑與上述四個(gè)專
利相比，具有的優(yōu)點(diǎn)是負(fù)載的貴金屬種類有所減少，由于(Pt)的價(jià)格大約在450—550元/ 克之間，而鈀(Pd)的價(jià)格僅在160—200元/克之間，相差近2倍。在本發(fā)明中的貴金屬只 選用了鈀，減少了價(jià)格較為昂貴的金屬鉑的用量，應(yīng)用范圍更為廣泛。
本發(fā)明提供高活性的釔-鈀不銹鋼絲網(wǎng)催化劑的制備方法,采用陽(yáng)極氧化技術(shù)在不銹鋼絲 網(wǎng)上形成氧化膜制成金屬蜂窩載體；采用浸漬方法負(fù)載稀土金屬Y和貴金屬Pd活性組分，制 備成催化劑。制備步驟為
1、 將不銹鋼絲網(wǎng)加工成所需的規(guī)格，制成蜂窩狀，將絲網(wǎng)載體進(jìn)行去氧化皮處理、除掛灰處
理、活化預(yù)處理、陽(yáng)極氧化處理，獲得不銹鋼絲網(wǎng)復(fù)合氧化膜載體；
2、 將步驟1中的不銹鋼絲網(wǎng)載體，浸入含釔8wt。/。的硝酸釔溶液中，負(fù)載稀土釔，浸漬時(shí)間 為lh，將不銹鋼載體取出，洗凈，IO(TC烘干，獲得負(fù)載有稀土金屬釔的不銹鋼絲網(wǎng)復(fù)合 氧化膜金屬載體；
3、 將上述步驟2中獲得的不銹鋼絲網(wǎng)載體，浸漬在含貴金屬0.5wt呢Pd的氯鈀酸溶液中，煮 沸，待溶液顏色由黃色轉(zhuǎn)為無(wú)色后，將不銹鋼絲網(wǎng)載體取出，洗凈，置于濃度0.1wtW水 合肼的還原劑中，還原1小時(shí)，獲得不銹鋼金屬絲網(wǎng)陽(yáng)極氧化膜載體負(fù)載稀土金屬Y-貴 金屬Pd的催化劑前驅(qū)體；
4、 將上述歩驟3獲得的不銹鋼絲網(wǎng)催化劑前驅(qū)體，在溫度為50(TC空氣氛中焙燒1小時(shí)，獲 得高活性的釔-鈀不銹鋼絲網(wǎng)催化劑。
本發(fā)明所述進(jìn)行去氧化皮處理，將不銹鋼絲網(wǎng)浸漬在依次加入H20、 H2S04、 HC1、 C晶OH、 適量(CH2)6N4、 HA溶液中1.0-3.0分鐘，所述溶液&0、 H2S04、 HC1、 C2H50H、 &02的體積比為
26 : i : i : l: i,。
本發(fā)明所述進(jìn)行除掛灰處理，在室溫和攪拌狀態(tài)下，將去氧化皮處理后的不銹鋼絲網(wǎng)載
體浸漬在體積比為1 : 0. 5 : 35的HNO" HA， H20溶液中1-3分鐘。
本發(fā)明所述的活化預(yù)處理，將除掛灰處理后的不銹鋼絲網(wǎng)載體浸漬在體積比為io : i的
H2S04、 HC1溶液中0.5-2分鐘。
本發(fā)明所述的陽(yáng)極氧化處理，將活化預(yù)處理后不銹鋼絲網(wǎng)載體浸漬在H2S04電解質(zhì)溶液中，電流密度為0. 5-2. 5A/dm2，電壓為3_5V，時(shí)間為30分鐘。
本發(fā)明提供的不銹鋼金屬絲網(wǎng)載體陽(yáng)極氧化膜催化劑，活性組分含有稀土金屬釔和貴金 屬鈀。稀土釔能穩(wěn)定催化劑活性組分，鈀的價(jià)格比鉑低近50%，不銹鋼金屬絲網(wǎng)載體經(jīng)陽(yáng)極 氧化工藝的處理，表面形成復(fù)合氧化膜后負(fù)載活性組分制成的金屬蜂窩催化劑，用于處理?yè)] 發(fā)性有機(jī)廢氣(如甲苯，丙酮，乙酸乙酯等)，具有活性高，成本低的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)50(TC溫度 焙燒處理后，對(duì)甲苯的完全轉(zhuǎn)化溫度為20(TC,對(duì)丙酮的完全轉(zhuǎn)化溫度為26(TC,對(duì)乙酸乙酯 的完全轉(zhuǎn)化溫度為2S(TC。在同類環(huán)境保護(hù)催化劑中，具有較好的性價(jià)比，極具市場(chǎng)應(yīng)用前 景。
具體實(shí)施例方式
參照上述的制備步驟
*將不銹鋼絲網(wǎng)加工成所需蜂窩狀，浸漬在依次加人比0、 h2s04、 hc1、 c2h50h、適量((^2)6隊(duì)、
ha的溶液中，上述溶液h2o : h2so4 : hci : c2h5oh : ha的體積比為26 : i : i : i: i，進(jìn) 行去氧化皮，反應(yīng)溫度為室溫，攪拌，時(shí)間為i分鐘。
*將去氧化皮的不銹鋼絲網(wǎng)浸漬在hn03、 ha的溶液中，hn03 : 11202體積比為2 : 1進(jìn)行除掛
灰，反應(yīng)溫度為室溫，攪拌浸漬時(shí)間3分鐘。 *將除掛灰后的不銹鋼絲網(wǎng)浸漬在體積比為10 : 1的h2s04、 hc1的溶液中，進(jìn)行活化預(yù)處
理，時(shí)間1分鐘。
*將預(yù)處理的不銹鋼絲網(wǎng)浸漬在H2S04電解質(zhì)溶液中，電流密度為0. 5-2. 5A/dm2，電壓為
1.5-5.0V，時(shí)間為30分鐘，得到陽(yáng)極氧化膜載體。 *將不銹鋼陽(yáng)極氧化膜載體，浸入含釔8wty。的硝酸釔溶液中1小時(shí)后，烘干，再浸漬在含
Pd為0.5wty。的沸水溶液中負(fù)載貴金屬活性組分。置于還原劑水合肼(濃度為O. lwt%)
中進(jìn)行還原，時(shí)間lh。
*將上述不銹鋼陽(yáng)極氧化膜負(fù)載稀土金屬，貴金屬的催化劑前驅(qū)體，50(TC焙燒1小時(shí)。
上述催化劑用于處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣，經(jīng)50(TC溫度焙燒處理后，對(duì)甲苯的完全轉(zhuǎn)化溫 度為20(TC，對(duì)丙酮的完全轉(zhuǎn)化溫度為26(TC，對(duì)乙酸乙酯的完全轉(zhuǎn)化溫度為28(TC。
權(quán)利要求
1、一種釔-鈀不銹鋼絲網(wǎng)催化劑的制備方法，其特征是以表面附著復(fù)合氧化膜不銹鋼絲網(wǎng)為載體，以稀土金屬釔，貴金屬鈀為活性組分，活性組分含量為釔8wt％和鈀0.5wt％，采用陽(yáng)極氧化制備工藝形成陽(yáng)極氧化膜，采用浸漬方法負(fù)載稀土元素Y和貴金屬Pd活性組分，制備步驟如下●將不銹鋼絲網(wǎng)加工成所需的規(guī)格，將絲網(wǎng)載體進(jìn)行去氧化皮處理、除掛灰處理、活化預(yù)處理、陽(yáng)極氧化處理，獲得不銹鋼絲網(wǎng)復(fù)合氧化膜載體；●將步驟1中的獲得不銹鋼絲網(wǎng)載體，浸入含釔8wt％的硝酸釔溶液中，浸漬時(shí)間為1小時(shí)，將不銹鋼絲網(wǎng)載體取出，洗凈，100℃烘干，獲得負(fù)載稀土金屬釔的不銹鋼絲網(wǎng)復(fù)合氧化膜載體；●將上述步驟2中獲得的不銹鋼絲網(wǎng)載體，浸漬在含0.5wt％Pd的氯鈀酸溶液中，煮沸，待溶液顏色由黃色轉(zhuǎn)為無(wú)色后，將不銹鋼絲網(wǎng)載體取出，洗凈，置于濃度0.1wt％水合肼的還原劑中，還原1小時(shí)，獲得釔-鈀不銹鋼絲網(wǎng)催化劑前驅(qū)體；●將上述步驟3獲得的不銹鋼絲網(wǎng)催化劑前驅(qū)體，在溫度為500℃空氣氛中焙燒1小時(shí)，獲得釔-鈀不銹鋼絲網(wǎng)催化劑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述催化劑的制備方法，其特征是所述去氧化皮處理，將不銹鋼絲網(wǎng)浸 漬在依次加入H力、H2S04、 HC1、 C晶0H、適量(CH》6N4、 HA的溶液中1.0-3.0分鐘，所述溶液仏0、貼04、 hci、 c鋼、ha的體積比為:26 : i : i: i : i。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述催化劑的制備方法，其特征是所述除掛灰處理，在室溫和攪拌狀態(tài) 下，將不銹鋼絲網(wǎng)載體浸漬在體積比為1 : 0.5 : 35的HNO" H202， H20溶液中1.0分鐘。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述催化劑的制備方法，其特征是所述活化預(yù)處理，將不銹鋼絲網(wǎng)載體 浸漬在體積比為10 : 1的H2S04、 HC1溶液中0. 5-2. 0分鐘。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述催化劑的制備方法，其特征是所述陽(yáng)極氧化處理，將不銹鋼絲網(wǎng)載 體浸漬在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的H2S04電解質(zhì)液中，電流密度為0. 5-2. 5A/dm2，電壓為1. 5-5. OV, 時(shí)間為30分鐘。
全文摘要
一種釔-鈀不銹鋼絲網(wǎng)催化劑的制備方法，是以表面附著復(fù)合氧化膜不銹鋼絲網(wǎng)為載體，以稀土金屬釔和貴金屬鈀為活性組分，催化劑的活性組分含量為釔8wt％和鈀0.5wt％，采用陽(yáng)極氧化制備工藝形成陽(yáng)極氧化膜，利用浸漬法負(fù)載稀土元素Y和貴金屬Pd的活性組分。催化劑用于處理?yè)]發(fā)性有機(jī)廢氣(甲苯、丙酮、乙酸乙酯等)，具有較高的活性，由于引入稀土元素釔，貴金屬采用價(jià)格低的鈀，降低了的成本，具有較大應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B01J35/00GK101284240SQ200810062150
公開日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2008年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月3日
發(fā)明者萃 宋, 敏 陳 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)