一种耐硫疏水性CO氧化催化剂的制备方法与流程

一种耐硫疏水性co氧化催化剂的制备方法
技术领域
1.本技术涉及co氧化催化剂技术领域，尤其涉及一种耐硫疏水性 co氧化催化剂的制备方法以及一种耐硫疏水性co氧化催化剂。


背景技术：

2.焦化、钢铁烧结、玻璃等行业排放的烟气中含有大量的co,造成了严重的大气污染问题。《中华人民共和国环境保护税法》自2018年1 月1日起施行，正式对工业设施排放的co污染物进行征税。目前，co 氧化催化剂主要是贵金属(pt、pd等)催化剂，它具有较高的co氧化活性和较好的稳定性。但是，在工业烟气中往往还含有h2o、co2、so2、粉尘等气体杂质，这些杂质的存在会对co氧化催化剂的活性中心产生抑制作用，或者与载体发生化学反应，生成不可分解的化合物等，从而对催化剂的活性、稳定性及寿命产生影响，造成催化剂的失活。因此，研究具有高效耐硫疏水性co氧化催化剂不但具有重要的学术价值，而且能大大拓展其应用领域。
3.因此，针对以上不足，需要提供一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。


技术实现要素：

4.本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中的缺陷，提供了一种耐硫疏水性co氧化催化剂的制备方法。
5.为了解决上述技术问题，本技术提供了一种耐硫疏水性co氧化催化剂的制备方法，所述耐硫疏水性co氧化催化剂的制备方法包括：
6.通过去离子水、乙醇以及膨胀石墨、tio2以及脂肪酸甘油酯制备疏水性tio2粉体；
7.通过pt盐溶液、nh3·
h2o调节溶液以及碱土金属盐制备第一溶液；
8.将所述疏水性tio2粉体导入至所述第一溶液内从而获取第二溶液；
9.对所述第二溶液进行处理，从而获取耐硫疏水性co氧化催化剂粉体。
10.可选地，所述通过去离子水、乙醇以及膨胀石墨、tio2以及脂肪酸甘油酯制备疏水性tio2粉体包括：
11.将去离子水、乙醇和膨胀石墨加入高速分散乳化机，进行搅拌0.5 后，加入tio2，再加入脂肪酸甘油酯进行搅拌后进行喷雾干燥，再置于隧道窑中焙烧，从而获取疏水性tio2粉体。
12.可选地，所述通过pt盐溶液、nh3·
h2o调节溶液以及碱土金属盐制备第一溶液包括：
13.将pt盐溶液注入到浸渍反应釜中加热，并开启超声和搅拌，用 nh3·
h2o调节溶液的ph至8～10，再加入定量的碱土金属盐，待其完全溶解后获得所述第一溶液。
14.可选地，将所述疏水性tio2粉体导入至所述第一溶液内从而获取第二溶液包括：
15.将定量的疏水性tio2粉体缓慢加入到第一溶液中进行超声搅拌从而获取第二溶
液。
16.可选地，所述对所述第二溶液进行处理，从而获取耐硫疏水性co 氧化催化剂粉体包括：
17.将第二溶液转移到储罐中，然后用浆料泵将此浆料注射到喷雾干燥器中，进行喷雾干燥；或将浆料转移到匣钵之中，利用隧道窑干燥，用隧道窑干燥后的粉体用雷蒙磨研磨至80～600目；
18.将喷雾干燥后或隧道窑干燥后被粉碎的粉体转移到匣钵中，利用隧道窑焙烧，从而获取耐硫疏水性co氧化催化剂粉体。
19.可选地，所述pt盐溶液中的pt和tio2的质量比为0.2～3％。
20.可选地，所述pt盐溶液包括硝酸铂、氯铂酸、醋酸四氨合铂或乙酰丙酮铂。
21.可选地，所述pt盐溶液中的pt和碱土金属的摩尔比为1～15％。
22.可选地，所述碱土金属盐包括但不限于碳酸钠、碳酸钾、硝酸钠、硫酸钠、碳酸镁或硝酸镁。
23.本技术还提供了一种耐硫疏水性co氧化催化剂，所述蜂窝型耐耐硫疏水性co氧化催化剂采用如上所述的耐硫疏水性co氧化催化剂的制备方法制成。
24.采用本技术的耐硫疏水性co氧化催化剂的制备方法制备出的耐硫疏水性co氧化催化剂，制备所使用的原料廉价易得，工艺简单，在工业烟气co催化氧化领域有着潜在的应用前景。本技术将疏水材料复合到锐钛矿型的tio2中，以此作为载体制备co氧化催化剂。同时，在co氧化催化剂的制备过程中，加入了碱土金属元素，促进了贵金属的单原子分散，以及h2o和o2的活化，进一步提高了催化剂的疏水性，减弱了催化剂对so2的吸附。
附图说明
25.图1为实施例1中的1#、实施例2中的2#和实施例3中的3#催化剂样品的co转化率评价结果。
26.图2为实施例1中的1#和实施例2中的2#和实施例3中的3#催化剂样品的抗硫抗水寿命测试结果。
具体实施方式
27.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.本技术的耐硫疏水性co氧化催化剂的制备方法包括：
29.步骤1：通过去离子水、乙醇以及膨胀石墨、tio2以及脂肪酸甘油酯制备疏水性tio2粉体；
30.步骤2：通过pt盐溶液、nh3·
h2o调节溶液以及碱(土)金属盐制备第一溶液；
31.步骤3：将疏水性tio2粉体导入至第一溶液内从而获取第二溶液；
32.步骤4：对第二溶液进行处理，从而获取耐硫疏水性co氧化催化剂粉体。
33.采用本技术的耐硫疏水性co氧化催化剂的制备方法制备出的耐硫疏水性co氧化
催化剂，制备所使用的原料廉价易得，工艺简单，在工业烟气co催化氧化领域有着潜在的应用前景。本技术将疏水材料复合到锐钛矿型的tio2中，以此作为载体制备co氧化催化剂。同时，在 co氧化催化剂的制备过程中，加入了碱(土)金属元素，促进了贵金属的单原子分散，以及h2o和o2的活化，进一步提高了催化剂的疏水性，减弱了催化剂对so2的吸附。
34.在本实施例中，通过去离子水、乙醇以及膨胀石墨、tio2以及脂肪酸甘油酯制备疏水性tio2粉体包括：
35.将去离子水、乙醇和膨胀石墨加入高速分散乳化机，进行搅拌0.5 后，加入tio2，再加入脂肪酸甘油酯进行搅拌后进行喷雾干燥，再置于隧道窑中焙烧，从而获取疏水性tio2粉体。
36.在本实施例中，所述通过pt盐溶液、nh3·
h2o调节溶液以及碱(土) 金属盐制备第一溶液包括：
37.将pt盐溶液注入到浸渍反应釜中加热，并开启超声和搅拌，用 nh3·
h2o调节溶液的ph至8～10，再加入定量的碱(土)金属盐，待其完全溶解后获得所述第一溶液。
38.在本实施例中，将所述疏水性tio2粉体导入至所述第一溶液内从而获取第二溶液包括：
39.将定量的疏水性tio2粉体缓慢加入到第一溶液中进行超声搅拌从而获取第二溶液。
40.在本实施例中，所述对所述第二溶液进行处理，从而获取耐硫疏水性co氧化催化剂粉体包括：
41.将第二溶液转移到储罐中，然后用浆料泵将此浆料注射到喷雾干燥器中，进行喷雾干燥；或将浆料转移到匣钵之中，利用隧道窑干燥，用隧道窑干燥后的粉体用雷蒙磨研磨至80～600目；
42.将喷雾干燥后或隧道窑干燥后被粉碎的粉体转移到匣钵中，利用隧道窑焙烧，从而获取耐硫疏水性co氧化催化剂粉体。
43.在本实施例中，所述pt盐溶液中的pt和tio2的质量比为0.2～3％。
44.在本实施例中，所述pt盐溶液包括硝酸铂、氯铂酸、醋酸四氨合铂或乙酰丙酮铂。
45.在本实施例中，所述pt盐溶液中的pt和碱(土)金属的摩尔比为 1～15％。
46.在本实施例中，碱(土)金属盐包括但不限于碳酸钠、碳酸钾、硝酸钠、硫酸钠、碳酸镁或硝酸镁。
47.在本实施例中，反应釜搅拌转速为30～150r/min。
48.在本实施例中，pt盐溶液中的pt和tio2的质量比为0.2～3％。
49.在本实施例中，pt盐溶液包括但不限于硝酸铂、氯铂酸、醋酸四氨合铂或乙酰丙酮铂。
50.在本实施例中，超声频率为50～150hz。
51.在本实施例中，pt和碱(土)金属的摩尔比为1～15％。
52.在本实施例中，碱(土)金属盐包括但不限于碳酸钠、碳酸钾、硝酸钠、硫酸钠、碳酸镁或硝酸镁。
53.在本实施例中，喷雾干燥器的雾化盘温度为100～300℃，转速为 100～300r/min。
54.在本实施例中，焙烧气氛为空气，温度为400～600℃，在恒温区停留60～300min，
隧道窑升温速率为5～15℃/min。
55.实施例1：
56.将150l的去离子水、45kg的乙醇和3kg的膨胀石墨加入高速分散乳化机，调节转速为10000rpm，线速度为30m/s，搅拌0.5h。加入30kg的tio2，搅拌0.5h。再加入2.3kg的脂肪酸甘油酯，搅拌2h。将浆料进行喷雾干燥，再置于隧道窑中，在500℃下焙烧2h，即得疏水性tio2粉体。将77l的硝酸铂溶液注入到浸渍反应釜中，加热到 60℃，并开启超声和搅拌，超声频率为100hz，搅拌转速为100r/min，用nh3·
h2o调节溶液的ph至10，再加入0.8kg的碳酸钠，待其完全溶解后，将29.7kg的疏水性tio2粉体缓慢加入到浆料中，超声搅拌2h。将浆料转移到储罐中，然后用浆料泵将此浆料注射到喷雾干燥器中，进行喷雾干燥，喷雾干燥器的雾化盘温度为150℃，转速为200r/min，喷雾干燥后的粉体用雷蒙磨研磨至80目。将喷雾干燥后被粉碎的粉体转移到匣钵中，再置于隧道窑中，在500℃下焙烧2h，即得耐硫疏水性co氧化催化剂粉体。
57.实施例2：
58.将150l的去离子水、45kg的乙醇和3kg的膨胀石墨加入高速分散乳化机，调节转速为10000rpm，线速度为30m/s，搅拌0.5h。加入30kg的tio2，搅拌0.5h。再加入2.3kg的脂肪酸甘油酯，搅拌2h。将浆料进行喷雾干燥，再置于隧道窑中，在500℃下焙烧2h，即得疏水性tio2粉体。将65l的氯铂酸溶液注入到浸渍反应釜中，加热到 60℃，并开启超声和搅拌，超声频率为100hz，搅拌转速为100r/min，用nh3·
h2o调节溶液的ph至10，再加入0.8kg的硝酸钠，待其完全溶解后，将29.7kg的疏水性tio2粉体缓慢加入到浆料中，超声搅拌2h。将浆料转移到储罐中，然后用浆料泵将此浆料注射到喷雾干燥器中，进行喷雾干燥，喷雾干燥器的雾化盘温度为150℃，转速为200r/min，喷雾干燥后的粉体用雷蒙磨研磨至80目。将喷雾干燥后被粉碎的粉体转移到匣钵中，再置于隧道窑中，在500℃下焙烧2h，即得耐硫疏水性co氧化催化剂粉体。
59.实施例3：
60.将150l的去离子水、45kg的乙醇和3kg的膨胀石墨加入高速分散乳化机，调节转速为10000rpm，线速度为30m/s，搅拌0.5h。加入30kg的tio2，搅拌0.5h。再加入2.3kg的脂肪酸甘油酯，搅拌2h。将浆料进行喷雾干燥，再置于隧道窑中，在500℃下焙烧2h，即得疏水性tio2粉体。将85l的醋酸四氨合铂溶液注入到浸渍反应釜中，加热到60℃，并开启超声和搅拌，超声频率为100hz，搅拌转速为100 r/min，用nh3·
h2o调节溶液的ph至10，再加入1.6kg的碳酸镁，待其完全溶解后，将29.7kg的疏水性tio2粉体缓慢加入到浆料中，超声搅拌2h。将浆料转移到储罐中，然后用浆料泵将此浆料注射到喷雾干燥器中，进行喷雾干燥，喷雾干燥器的雾化盘温度为150℃，转速为 200r/min，喷雾干燥后的粉体用雷蒙磨研磨至80目。将喷雾干燥后被粉碎的粉体转移到匣钵中，再置于隧道窑中，在500℃下焙烧2h，即得耐硫疏水性co氧化催化剂粉体。
61.测试例1：
62.分别对实施例1中的1#、实施例2中的2#和实施例3中的3#催化剂样品进行co转化率评价，测试条件为：1％co，6％o2，he为平衡气，空速为400,000h-1
。测试结果(图1)表明：1#、2#和3#催化剂样品均具有较高的co转化率，在温度为160℃时，co转化率均能达到 100％，其中，2#催化剂样品的co转化率最高。
63.测试例2：
64.分别对实施例1中的1#、实施例2中的2#和实施例3中的3#催化剂样品进行抗硫抗水寿命测试，测试条件为：1％co，6％o2，50ppmso2，10％h2o，he为平衡气，空速为400,000h-1
，反应温度为220℃恒定。测试结果(图2)表明：当向反应系统通入50ppm so2和10％的h2o后，1#、2#和3#催化剂样品的co转化率均有小幅度下降，在 20h后降至95％左右，可以发现1#、2#和3#催化剂样品均具有较好的抗硫抗水性能，其中，2#催化剂样品的抗硫抗水性能最好。
65.本技术还提供了一种耐硫疏水性co氧化催化剂，所述蜂窝型耐耐硫疏水性co氧化催化剂采用如上所述的耐硫疏水性co氧化催化剂的制备方法制成。
66.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。