一种球状颗粒vocs催化剂及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及催化剂技术领域，具体而言，涉及一种球状颗粒vocs催化剂及其制备方法。
背景技术：
2.催化燃烧法是一种vocs（volatile organic compounds，挥发性有机化合物）净化处理技术，燃烧法具有处理效率高、燃烧温度低、适用范围广的优点。其原理是vocs催化剂降低有机废气活化能，在较低温度条件下能够充分将有机废气分解成二氧化碳与水，降低废气对环境的污染。
3.目前，市面上多数vocs催化剂均为蜂窝状陶瓷载体涂覆金属盐或者浸渍金属盐溶液，存在制备工艺复杂、原料成本高和催化效率低等缺陷。
技术实现要素：
4.本发明实施例的目的在于提供一种球状颗粒vocs催化剂及其制备方法，旨在通过滚球的方式将非贵金属和贵金属组分分布在外围，有利于增大接触面积，从而能够有效提高催化效率。
5.第一方面，本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂，包括内核、中间层和表层，所述内核为氧化铝球体、中间层为金属氧化物、表层为贵金属组分，所述球状颗粒vocs催化剂包含如下原料组分：30%-40%的氧化铝球、20%-40%的金属氧化物、0.1-0.5%的贵金属盐和1%-4%的粘结剂。
6.进一步地，所述粘结剂为纳米氧化铝溶胶，其固含量为30%。
7.进一步地，所述氧化铝球体的粒径为1.5-5mm。
8.进一步地，所述金属氧化物为氧化铜、氧化铈、氧化锆和氧化钴的混合物，其质量比分别为（2-5）:（2.5-3.5）:（1-2）:（0.5-2）。
9.进一步地，所述金属氧化物的目数为800-1000目。
10.进一步地，所述贵金属盐为氯铂酸和氯金酸的混合物，其质量比为（7-10）:（0.5-3）。
11.第二方面，本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂的制备方法，用于制备上述球状颗粒vocs催化剂，所述制备方法包括以下步骤：造粒：预先将粘结剂和水混合，充分搅匀成混合液体，在圆盘造粒机中加入氧化铝球，喷入适量的粘结剂和水，充分浸润后，添加金属氧化物粉体，使金属氧化物粉体附着在氧化铝球的表面，不断重复喷液和加料操作，直至加料完毕，成球之后自然晾干，100℃下干燥24小时；浸渍：将贵金属盐与水混合，配制成盐溶液，倒入干燥后的球体，浸渍24小时，待吸附平衡后滤去过剩溶液，自然晾干，300℃下焙烧5小时。
12.本发明的有益效果是：
本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂及其制备方法，所述球状颗粒vocs催化剂包括内核、中间层和表层，所述内核为氧化铝球体、中间层为金属氧化物、表层为贵金属组分，所述球状颗粒vocs催化剂包含如下原料组分：30%-40%的氧化铝球、20%-40%的金属氧化物、0.1-0.5%的贵金属盐和1%-4%的粘结剂。而所述制备方法包括造粒和浸渍等步骤，通过滚球的方式将非贵金属和贵金属组分分布在外围，有利于增大催化剂的接触面积，从而能够有效提高催化效率。另外，所述内核设置为氧化铝球体，催化剂的粒径可控，具有一定的蓄热作用，从而减少热量的散失。
13.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。
具体实施方式
14.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
15.实施例1本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂的制备方法，可以包括以下步骤：造粒：预先将2份粘结剂和10份水混合，充分搅匀成混合液体；将12份氧化铜、9份氧化铈、6份氧化锆和3份氧化钴混合均匀；在圆盘造粒机中加入40份3mm的氧化铝球，喷入适量的粘结剂和水，充分浸润后，添加混合好的金属氧化物粉体，使金属氧化物粉体附着在氧化铝球的表面，不断重复喷液和加料操作，直至加料完毕；成球之后自然晾干，100℃下干燥24小时。
16.浸渍：将0.17份的氯铂酸、0.03份的氯金酸与10份水混合，配制成盐溶液；倒入干燥后的球体，浸渍24小时，待吸附平衡后滤去过剩溶液，重复浸渍直至溶液用完；自然晾干后置于300℃下焙烧5小时。
17.本实施例通过滚球的方式将非贵金属和贵金属组分分布在外围，有利于增大催化剂的接触面积，从而能够有效提高催化效率。
18.本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂，包括内核、中间层和表层，所述内核为氧化铝球体、中间层为金属氧化物、表层为贵金属组分，所述球状颗粒vocs催化剂包含如下原料组分：30%-40%的氧化铝球、20%-40%的金属氧化物、0.1-0.5%的贵金属盐和1%-4%的粘结剂。其中，所述内核设置为氧化铝球体，催化剂的粒径可控，具有一定的蓄热作用，从而减少热量的散失。
19.优选地，所述粘结剂为纳米氧化铝溶胶，其固含量为30%。所述氧化铝球体的粒径为1.5-5mm。所述金属氧化物为氧化铜、氧化铈、氧化锆和氧化钴的混合物，其质量比分别为（2-5）:（2.5-3.5）:（1-2）:（0.5-2）。所述金属氧化物的目数为800-1000目。所述贵金属盐为氯铂酸和氯金酸的混合物，其质量比为（7-10）:（0.5-3）。
20.实施例2
本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂的制备方法，可以包括以下步骤：造粒：预先将2份粘结剂和10份水混合，充分搅匀成混合液体；将15份氧化铜、9份氧化铈、3份氧化锆和3份氧化钴混合均匀；在圆盘造粒机中加入40份3mm的氧化铝球，喷入适量的粘结剂和水，充分浸润后，添加混合好的金属氧化物粉体，使金属氧化物粉体附着在氧化铝球的表面，不断重复喷液和加料操作，直至加料完毕；成球之后自然晾干，100℃下干燥24小时。
21.浸渍：将0.085份的氯铂酸、0.015份的氯金酸与10份水混合，配制成盐溶液；倒入干燥后的球体，浸渍24小时，待吸附平衡后滤去过剩溶液，重复浸渍直至溶液用完；自然晾干后置于300℃下焙烧5小时。
22.本实施例通过滚球的方式将非贵金属和贵金属组分分布在外围，有利于增大催化剂的接触面积，从而能够有效提高催化效率。
23.本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂，包括内核、中间层和表层，所述内核为氧化铝球体、中间层为金属氧化物、表层为贵金属组分，所述球状颗粒vocs催化剂包含如下原料组分：30%-40%的氧化铝球、20%-40%的金属氧化物、0.1-0.5%的贵金属盐和1%-4%的粘结剂。其中，所述内核设置为氧化铝球体，催化剂的粒径可控，具有一定的蓄热作用，从而减少热量的散失。
24.优选地，所述粘结剂为纳米氧化铝溶胶，其固含量为30%。所述氧化铝球体的粒径为1.5-5mm。所述金属氧化物为氧化铜、氧化铈、氧化锆和氧化钴的混合物，其质量比分别为（2-5）:（2.5-3.5）:（1-2）:（0.5-2）。所述金属氧化物的目数为800-1000目。所述贵金属盐为氯铂酸和氯金酸的混合物，其质量比为（7-10）:（0.5-3）。
25.实施例3本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂的制备方法，可以包括以下步骤：造粒：预先将2份粘结剂和10份水混合，充分搅匀成混合液体；将12份氧化铜、9份氧化铈、6份氧化锆和3份氧化钴混合均匀；在圆盘造粒机中加入40份3mm的氧化铝球，喷入适量的粘结剂和水，充分浸润后，添加混合好的金属氧化物粉体，使金属氧化物粉体附着在氧化铝球的表面，不断重复喷液和加料操作，直至加料完毕；成球之后自然晾干，100℃下干燥24小时。
26.浸渍：将0.085份的氯铂酸、0.015份的氯金酸与10份水混合，配制成盐溶液；倒入干燥后的球体，浸渍24小时，待吸附平衡后滤去过剩溶液，重复浸渍直至溶液用完；自然晾干后置于300℃下焙烧5小时。
27.本实施例通过滚球的方式将非贵金属和贵金属组分分布在外围，有利于增大催化剂的接触面积，从而能够有效提高催化效率。
28.本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂，包括内核、中间层和表层，所述内核为氧化铝球体、中间层为金属氧化物、表层为贵金属组分，所述球状颗粒vocs催化剂包含如下原料组分：30%-40%的氧化铝球、20%-40%的金属氧化物、0.1-0.5%的贵金属盐和1%-4%的粘结剂。其中，所述内核设置为氧化铝球体，催化剂的粒径可控，具有一定的蓄热作用，从而减少热量的散失。
29.优选地，所述粘结剂为纳米氧化铝溶胶，其固含量为30%。所述氧化铝球体的粒径为1.5-5mm。所述金属氧化物为氧化铜、氧化铈、氧化锆和氧化钴的混合物，其质量比分别为
（2-5）:（2.5-3.5）:（1-2）:（0.5-2）。所述金属氧化物的目数为800-1000目。所述贵金属盐为氯铂酸和氯金酸的混合物，其质量比为（7-10）:（0.5-3）。
30.对比例制备方法同实施例1-3，所不同的是，不浸渍贵金属盐，成球后自然晾干，300℃下焙烧5小时。
31.对以上实施例和对比例制备的催化剂进行活性测试。
32.模拟工业催化燃烧实验，多种vocs混合模拟气配比组成见表1。测试验条件如下：催化剂装填，100mm厚，空速10000h-1
，废气入口浓度2000mg/m
³
。
33.表1
ꢀꢀ
成分
ꢀꢀ
苯
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二甲苯
ꢀꢀ
乙酸乙酯
ꢀꢀ
苯乙烯
ꢀꢀ
正己烷
ꢀꢀ
质量分数
ꢀꢀ
20%
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20%
ꢀꢀ
20%
ꢀꢀ
20%
ꢀꢀ
20%
催化剂进行活性测试结果见表2。
34.表2
ꢀꢀ
催化剂
ꢀꢀ
t10（vocs转化率为10%的反应温度）
ꢀꢀ
t98（vocs转化率为98%的反应温度）
ꢀꢀ
实施例1159℃261℃
ꢀꢀ
实施例2177℃293℃
ꢀꢀ
实施例3170℃275℃
ꢀꢀ
对比例190℃317℃
由上表可见，本发明实施例所制备的球状颗粒vocs催化剂具有良好的催化活性。
35.综上所述，本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂及其制备方法，所述球状颗粒vocs催化剂包括内核、中间层和表层，所述内核为氧化铝球体、中间层为金属氧化物、表层为贵金属组分，所述球状颗粒vocs催化剂包含如下原料组分：30%-40%的氧化铝球、20%-40%的金属氧化物、0.1-0.5%的贵金属盐和1%-4%的粘结剂。而所述制备方法包括造粒和浸渍等步骤，通过滚球的方式将非贵金属和贵金属组分分布在外围，有利于增大催化剂的接触面积，从而能够有效提高催化效率。另外，所述内核设置为氧化铝球体，催化剂的粒径可控，具有一定的蓄热作用，从而减少热量的散失。
36.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
技术领域
1.本发明涉及催化剂技术领域，具体而言，涉及一种球状颗粒vocs催化剂及其制备方法。
背景技术：
2.催化燃烧法是一种vocs（volatile organic compounds，挥发性有机化合物）净化处理技术，燃烧法具有处理效率高、燃烧温度低、适用范围广的优点。其原理是vocs催化剂降低有机废气活化能，在较低温度条件下能够充分将有机废气分解成二氧化碳与水，降低废气对环境的污染。
3.目前，市面上多数vocs催化剂均为蜂窝状陶瓷载体涂覆金属盐或者浸渍金属盐溶液，存在制备工艺复杂、原料成本高和催化效率低等缺陷。
技术实现要素：
4.本发明实施例的目的在于提供一种球状颗粒vocs催化剂及其制备方法，旨在通过滚球的方式将非贵金属和贵金属组分分布在外围，有利于增大接触面积，从而能够有效提高催化效率。
5.第一方面，本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂，包括内核、中间层和表层，所述内核为氧化铝球体、中间层为金属氧化物、表层为贵金属组分，所述球状颗粒vocs催化剂包含如下原料组分：30%-40%的氧化铝球、20%-40%的金属氧化物、0.1-0.5%的贵金属盐和1%-4%的粘结剂。
6.进一步地，所述粘结剂为纳米氧化铝溶胶，其固含量为30%。
7.进一步地，所述氧化铝球体的粒径为1.5-5mm。
8.进一步地，所述金属氧化物为氧化铜、氧化铈、氧化锆和氧化钴的混合物，其质量比分别为（2-5）:（2.5-3.5）:（1-2）:（0.5-2）。
9.进一步地，所述金属氧化物的目数为800-1000目。
10.进一步地，所述贵金属盐为氯铂酸和氯金酸的混合物，其质量比为（7-10）:（0.5-3）。
11.第二方面，本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂的制备方法，用于制备上述球状颗粒vocs催化剂，所述制备方法包括以下步骤：造粒：预先将粘结剂和水混合，充分搅匀成混合液体，在圆盘造粒机中加入氧化铝球，喷入适量的粘结剂和水，充分浸润后，添加金属氧化物粉体，使金属氧化物粉体附着在氧化铝球的表面，不断重复喷液和加料操作，直至加料完毕，成球之后自然晾干，100℃下干燥24小时；浸渍：将贵金属盐与水混合，配制成盐溶液，倒入干燥后的球体，浸渍24小时，待吸附平衡后滤去过剩溶液，自然晾干，300℃下焙烧5小时。
12.本发明的有益效果是：
本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂及其制备方法，所述球状颗粒vocs催化剂包括内核、中间层和表层，所述内核为氧化铝球体、中间层为金属氧化物、表层为贵金属组分，所述球状颗粒vocs催化剂包含如下原料组分：30%-40%的氧化铝球、20%-40%的金属氧化物、0.1-0.5%的贵金属盐和1%-4%的粘结剂。而所述制备方法包括造粒和浸渍等步骤，通过滚球的方式将非贵金属和贵金属组分分布在外围，有利于增大催化剂的接触面积，从而能够有效提高催化效率。另外，所述内核设置为氧化铝球体，催化剂的粒径可控，具有一定的蓄热作用，从而减少热量的散失。
13.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。
具体实施方式
14.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
15.实施例1本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂的制备方法，可以包括以下步骤：造粒：预先将2份粘结剂和10份水混合，充分搅匀成混合液体；将12份氧化铜、9份氧化铈、6份氧化锆和3份氧化钴混合均匀；在圆盘造粒机中加入40份3mm的氧化铝球，喷入适量的粘结剂和水，充分浸润后，添加混合好的金属氧化物粉体，使金属氧化物粉体附着在氧化铝球的表面，不断重复喷液和加料操作，直至加料完毕；成球之后自然晾干，100℃下干燥24小时。
16.浸渍：将0.17份的氯铂酸、0.03份的氯金酸与10份水混合，配制成盐溶液；倒入干燥后的球体，浸渍24小时，待吸附平衡后滤去过剩溶液，重复浸渍直至溶液用完；自然晾干后置于300℃下焙烧5小时。
17.本实施例通过滚球的方式将非贵金属和贵金属组分分布在外围，有利于增大催化剂的接触面积，从而能够有效提高催化效率。
18.本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂，包括内核、中间层和表层，所述内核为氧化铝球体、中间层为金属氧化物、表层为贵金属组分，所述球状颗粒vocs催化剂包含如下原料组分：30%-40%的氧化铝球、20%-40%的金属氧化物、0.1-0.5%的贵金属盐和1%-4%的粘结剂。其中，所述内核设置为氧化铝球体，催化剂的粒径可控，具有一定的蓄热作用，从而减少热量的散失。
19.优选地，所述粘结剂为纳米氧化铝溶胶，其固含量为30%。所述氧化铝球体的粒径为1.5-5mm。所述金属氧化物为氧化铜、氧化铈、氧化锆和氧化钴的混合物，其质量比分别为（2-5）:（2.5-3.5）:（1-2）:（0.5-2）。所述金属氧化物的目数为800-1000目。所述贵金属盐为氯铂酸和氯金酸的混合物，其质量比为（7-10）:（0.5-3）。
20.实施例2
本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂的制备方法，可以包括以下步骤：造粒：预先将2份粘结剂和10份水混合，充分搅匀成混合液体；将15份氧化铜、9份氧化铈、3份氧化锆和3份氧化钴混合均匀；在圆盘造粒机中加入40份3mm的氧化铝球，喷入适量的粘结剂和水，充分浸润后，添加混合好的金属氧化物粉体，使金属氧化物粉体附着在氧化铝球的表面，不断重复喷液和加料操作，直至加料完毕；成球之后自然晾干，100℃下干燥24小时。
21.浸渍：将0.085份的氯铂酸、0.015份的氯金酸与10份水混合，配制成盐溶液；倒入干燥后的球体，浸渍24小时，待吸附平衡后滤去过剩溶液，重复浸渍直至溶液用完；自然晾干后置于300℃下焙烧5小时。
22.本实施例通过滚球的方式将非贵金属和贵金属组分分布在外围，有利于增大催化剂的接触面积，从而能够有效提高催化效率。
23.本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂，包括内核、中间层和表层，所述内核为氧化铝球体、中间层为金属氧化物、表层为贵金属组分，所述球状颗粒vocs催化剂包含如下原料组分：30%-40%的氧化铝球、20%-40%的金属氧化物、0.1-0.5%的贵金属盐和1%-4%的粘结剂。其中，所述内核设置为氧化铝球体，催化剂的粒径可控，具有一定的蓄热作用，从而减少热量的散失。
24.优选地，所述粘结剂为纳米氧化铝溶胶，其固含量为30%。所述氧化铝球体的粒径为1.5-5mm。所述金属氧化物为氧化铜、氧化铈、氧化锆和氧化钴的混合物，其质量比分别为（2-5）:（2.5-3.5）:（1-2）:（0.5-2）。所述金属氧化物的目数为800-1000目。所述贵金属盐为氯铂酸和氯金酸的混合物，其质量比为（7-10）:（0.5-3）。
25.实施例3本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂的制备方法，可以包括以下步骤：造粒：预先将2份粘结剂和10份水混合，充分搅匀成混合液体；将12份氧化铜、9份氧化铈、6份氧化锆和3份氧化钴混合均匀；在圆盘造粒机中加入40份3mm的氧化铝球，喷入适量的粘结剂和水，充分浸润后，添加混合好的金属氧化物粉体，使金属氧化物粉体附着在氧化铝球的表面，不断重复喷液和加料操作，直至加料完毕；成球之后自然晾干，100℃下干燥24小时。
26.浸渍：将0.085份的氯铂酸、0.015份的氯金酸与10份水混合，配制成盐溶液；倒入干燥后的球体，浸渍24小时，待吸附平衡后滤去过剩溶液，重复浸渍直至溶液用完；自然晾干后置于300℃下焙烧5小时。
27.本实施例通过滚球的方式将非贵金属和贵金属组分分布在外围，有利于增大催化剂的接触面积，从而能够有效提高催化效率。
28.本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂，包括内核、中间层和表层，所述内核为氧化铝球体、中间层为金属氧化物、表层为贵金属组分，所述球状颗粒vocs催化剂包含如下原料组分：30%-40%的氧化铝球、20%-40%的金属氧化物、0.1-0.5%的贵金属盐和1%-4%的粘结剂。其中，所述内核设置为氧化铝球体，催化剂的粒径可控，具有一定的蓄热作用，从而减少热量的散失。
29.优选地，所述粘结剂为纳米氧化铝溶胶，其固含量为30%。所述氧化铝球体的粒径为1.5-5mm。所述金属氧化物为氧化铜、氧化铈、氧化锆和氧化钴的混合物，其质量比分别为
（2-5）:（2.5-3.5）:（1-2）:（0.5-2）。所述金属氧化物的目数为800-1000目。所述贵金属盐为氯铂酸和氯金酸的混合物，其质量比为（7-10）:（0.5-3）。
30.对比例制备方法同实施例1-3，所不同的是，不浸渍贵金属盐，成球后自然晾干，300℃下焙烧5小时。
31.对以上实施例和对比例制备的催化剂进行活性测试。
32.模拟工业催化燃烧实验，多种vocs混合模拟气配比组成见表1。测试验条件如下：催化剂装填，100mm厚，空速10000h-1
，废气入口浓度2000mg/m
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33.表1
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成分
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苯
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二甲苯
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乙酸乙酯
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苯乙烯
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正己烷
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质量分数
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20%
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20%
催化剂进行活性测试结果见表2。
34.表2
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催化剂
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t10（vocs转化率为10%的反应温度）
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t98（vocs转化率为98%的反应温度）
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实施例1159℃261℃
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实施例2177℃293℃
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实施例3170℃275℃
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对比例190℃317℃
由上表可见，本发明实施例所制备的球状颗粒vocs催化剂具有良好的催化活性。
35.综上所述，本发明实施例提供的一种球状颗粒vocs催化剂及其制备方法，所述球状颗粒vocs催化剂包括内核、中间层和表层，所述内核为氧化铝球体、中间层为金属氧化物、表层为贵金属组分，所述球状颗粒vocs催化剂包含如下原料组分：30%-40%的氧化铝球、20%-40%的金属氧化物、0.1-0.5%的贵金属盐和1%-4%的粘结剂。而所述制备方法包括造粒和浸渍等步骤，通过滚球的方式将非贵金属和贵金属组分分布在外围，有利于增大催化剂的接触面积，从而能够有效提高催化效率。另外，所述内核设置为氧化铝球体，催化剂的粒径可控，具有一定的蓄热作用，从而减少热量的散失。
36.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
再多了解一些
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