一種用於燃氣爐助燃的催化劑及其製備方法

2023-06-14 05:20:21

一種用於燃氣爐助燃的催化劑及其製備方法
【專利摘要】一種用於燃氣爐助燃的催化劑及其製備方法，該催化劑由堇青石蜂窩陶瓷載體片和活性塗層組成，活性塗層由NiO/LaCoO3、Pd/Ce0.4Zr0.6O2、Nb2O5、La2O3、Al2O3和SiO2組成，NiO/LaCoO3、Pd/Ce0.4Zr0.6O2、Nb2O5、La2O3、Al2O3和SiO2的質量比為40～60:45～25:2.5:2.5:7:3，活性成份按750g漿料/m2噴塗在堇青石蜂窩陶瓷載體片上，經110℃乾燥，500℃焙燒製得。該催化劑催化活性高，熱穩定性好，能有效提高燃氣的燃燒性能且製備工藝簡單、製造成本低。
【專利說明】-種用於燃氣妒助燃的催化劑及其製備方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用於燃氣爐助燃的催化劑及其製備方法。

【背景技術】
[0002] 隨著經濟發展的同時，當前環境W及能源短缺問題越來越受到關注。傳統燃氣灶 (爐）熱效率低和有害物質排放多，越來越不能適應當前的節能減排的要求。目前的低效燃 燒方式，不但能源利用率不高，而且燃燒過程排放的汙染物高，是造成霧靈天氣頻發的主要 原因之一。因此，用高效、清潔的燃燒方式代替傳統的低效燃燒方式，能有效提高能源的使 用效率和減少有害物質的排放。催化燃燒技術能使燃料在較低的溫度下實現完全燃燒，改 善燃燒過程、降低反應溫度、抑制有毒有害物質的產生，是一種新型的節能減排技術。本文 通過與比較傳統有焰燃燒，詳細介紹了催化燃燒在催化燃燒灶和催化燃燒熱水器方面的應 用。
[0003] 催化燃燒是多相催化反應中的完全氧化反應，使燃氣和空氣在催化劑表面進行非 均相反應。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低燃料的起燃溫度，並加深其氧化程度， 使有機物在較低的起燃溫度條件下發生無焰燃燒，並氧化分解為燃燒最終產物C〇2和&0， 且放出大量熱量，同時使反應物分子富集於催化劑表面，W提高反應速率、提高燃料利用 率。因此，與傳統的火焰燃燒相比，催化燃燒具有熱效率高、汙染物排放水平低和無焦油的 優勢。
[0004] 中國發明專利CN 103111291A公開了一種燃氣催化劑、催化燃燒器及其製備方 法。該發明採用包含改性劑的Al2〇3為載體，Pt或/和Pd為活性組分。催化劑具有高催化 活性、性能穩定、燃燒充分、幾乎不產生有毒廢氣等特點。雖然，貴金屬Pt、Pd催化劑的催化 性能高於常規的Fe、Mn、Co、Ni的氧化物催化劑，但是，如何開發非貴金屬高性能催化劑一 直是努力的目標。中國發明專利CN 103331168A公開了一種燃氣催化劑、催化燃燒器及其 製備方法。該發明採用氧化鋪、氧化鎮、氧化鉛H種非貴金屬氧化物混合物為載體，Co、Mn 或Ni中的任意一種或兩種或兩種W上的組成為活性組分。催化劑表現出較高的催化性能 和高溫穩定性。可見，非貴金屬催化劑也是具有助燃特性的。因此，如何降低催化劑中貴金 屬的含量，或提高非貴金屬催化劑的性能，是該領域研究的重點。


【發明內容】

[0005] 本發明要解決的技術問題是提供一種活性高、穩定性高的用於燃氣爐（灶）助燃 的催化劑及其製備方法。其核也是，降低貴金屬Pd的含量，通過優化催化劑活性成分和催 化劑製備工藝，W提高催化劑的性能。
[0006] 為解決該技術問題，本發明採用的技術方案為：
[0007] -種用於燃氣爐助燃的催化劑，該催化劑由堇青石蜂窩陶瓷載體片和活性塗層組 成，活性塗層由化0/13(：0〇3、口(1/^6。.421'。.6〇2、佩2〇5、132〇3、412〇3和51〇2組成，化0/13(：0〇3、口(1/ Ceo.4Zro.e02、Nb205、La203、Al203 和Si02的質量比為40? 60:45 ?25:2.5:2.5:7:3，活性成 份按750g漿料/m2噴塗在堇青石蜂窩陶瓷載體片上。
[000引該催化劑的製備方法為：將NiO/LaCo03、Pd/Ce0.4Zr。.化、Nb(0H)5( W佩205計）、 La (0H) 3 ( W La203計）、擬薄水鉛石（W Al203計）和娃溶膠（W Si化計），按質量比為40? 60:45?25:2. 5:2. 5:7:3,均勻噴塗在堇青石蜂窩陶瓷載體片上，噴塗量為750g漿料/m2， 經llCrC乾燥，50(TC賠燒。
[0009] 所述NiO/LaCo〇3的製備：按照NiO:LaCo〇3 = 1:9(質量比），稱取相應的Ni(N〇3)2 和LaCo化，混合後研磨4小時，然後於90(TC空氣氣氛賠燒4小時。
[0010] 所述Pd/Ce〇.4Zr〇.e〇2的製備：按照Pd負載量為載體Ce〇.4Zr〇.e〇2質量的0. 05%，稱 取相應的Pd (N03) 2溶液和Ce。. 4Zr。. e化，浸潰4小時後，90(TC空氣氣氛賠燒4小時。
[0011] 採用本發明製備方法製得的催化劑催化活性高，熱穩定性好，能有效提高燃氣的 燃燒性能。

【具體實施方式】
[0012] 下面結合實施例對本發明做出進一步的具體說明，但本發明並不限於該些實施 例。
[001引 實施例1
[0014] (l)NiO/LaCo〇3 的製備：按照 NiO:LaCo〇3= 1:9(質量比），稱取相應的 Ni(N〇3)2 和 LaCo化，混合後研磨4小時，然後於90(TC空氣氣氛賠燒4小時。
[001引 （2)Pd/Ce0.4Zr。.化的製備；按照Pd負載量為載體Ce0.4Zr0.e02質量的0. 05%，稱取 相應的Pd (N03) 2溶液和Ce。. 4Zr。. e02，浸潰4小時後，90(TC空氣氣氛賠燒4小時。
[001引 做一種用於燃氣爐助燃的催化劑，製備方法為：按照NiO/LaCo03、Pd/Cen.4Zrn.e02、 Nb(0H)5( W 佩205 計）、La(0H)3( W La203 計）、擬薄水鉛石（W AI2O3 計）和娃溶膠（W Si02 計），其質量比為 40:45:2. 5:2. 5:7:3,分別稱取 NiO/LaCo03400g、Pd/Ce0.4Zr0. e02450g、 佩(OH) 5 ( W 佩205 計）25g ;La (OH) 3 ( W La203 計）25g，擬薄水鉛石（W AI2O3 計）70g，娃溶 膠（W Si化計）30g，加水至總質量為3000g後球磨4小時，然後加濃硝酸將酸度調至抑= 3. 5。均勻噴塗在堇青石蜂窩陶瓷載體片上端2. 5mm處，噴塗量為750g漿料/m2 (賠燒後塗 層固含量250g/m2)，經110°C乾燥，500°C賠燒。
[0017] 實施例2
[0018] (l)NiO/LaCo〇3和Pd/Ce〇.4Zr〇.e〇2的製備方法與實施例1相同。
[001引 似一種用於燃氣爐助燃的催化劑，製備方法為：按照NiO/LaCo03、Pd/Cen.4Zrn.602、 Nb(0H)5( W 佩205 計）、La(0H)3( W La203 計）、擬薄水鉛石（W AI2O3 計）和娃溶膠（W Si02 計），其質量比為 50:35:2. 5:2. 5:7:3,分別稱取 NiO/LaCo0350Og、Pd/Ce0.4Zr0.e02350g、 Nb (OH) 5 ( W 佩205 計）25g ;La (OH) 3 ( W La203 計）25g，擬薄水鉛石（W AI2O3 計）70g，娃溶 膠（W Si化計）30g，加水至總質量為3000g後球磨4小時，然後加濃硝酸將酸度調至抑= 3. 5。均勻噴塗在堇青石蜂窩陶瓷載體片上端2. 5mm處，噴塗量為750g漿料/m2 (賠燒後塗 層固含量250g/m2)，經llCrC乾燥，50(TC賠燒。
[0020] 實施例3
[0021] (l)NiO/LaCo〇3和Pd/Ce〇.4Zr〇.e〇2的製備方法與實施例1相同。
[00過 似一種用於燃氣爐助燃的催化劑，製備方法為：按照NiO/LaCo03、Pd/Cen.4Zrn.e02、 Nb(0H)5( w 佩205 計）、La(0H)3( W La203 計）、擬薄水鉛石（W Al203 計）和娃溶膠（W Si02 計），其質量比為 60:25:2. 5:2. 5:7:3,分別稱取 NiO/LaCo03600g、Pd/Ce0.4Zr0. e02250g、 Nb (OH) 5 ( W 佩205 計）25g ;La (OH) 3 ( W La203 計）25g，擬薄水鉛石（W AI2O3 計）70g，娃溶 膠（W Si化計）30g，加水至總質量為3000g後球磨4小時，然後加濃硝酸將酸度調至抑= 3. 5。均勻噴塗在堇青石蜂窩陶瓷載體片上端2. 5mm處，噴塗量為750g漿料/m2 (賠燒後塗 層固含量250g/m2)，經llCrC乾燥，50(TC賠燒。
[0023] 對實施例1-3製備的堇青石蜂窩陶瓷催化燃燒器進行燃燒性能的測試，包括堇青 石蜂窩陶瓷催化燃燒表面溫度、熱效率、燃氣中的C0和NO濃度等。測試用天然氣作為燃氣， 在相同測試環境、相同額定熱負荷條件下進行，結果見表1。
[0024] 表1實施例催化劑的燃燒性能
[00 巧]

【權利要求】
1. 一種用於燃氣爐助燃的催化劑，其特徵在於：該催化劑由堇青石蜂窩陶瓷載體片 和活性塗層組成，活性塗層由 Ni0/LaCo03、Pd/Cea4Zra602、Nb 205、La203、A120 3 和 Si02 組 成，Ni0/LaCo03、Pd/Ce0 4Zr0 602、Nb205、La20 3、A1203 和 Si02 的質量比為 40 ?60:45 ? 25:2. 5:2. 5:7:3,活性成份按750g漿料/m2噴塗在堇青石蜂窩陶瓷載體片上。
2. 權利要求1所述催化劑的製備方法，其特徵在於：將Ni0/LaC〇03、Pd/Cea4Zr a602、以 Nb205計算的Nb (OH) 5、以La203計算的La (OH) 3、以A1203計算的擬薄水鋁石和以Si02計的矽 溶膠，按質量比為40?60:45?25:2. 5:2. 5:7:3,均勻噴塗在堇青石蜂窩陶瓷載體片上，噴 塗量為750g漿料/m2,經110°C乾燥，500°C焙燒製得。
3. 根據權利要求1所述催化劑，其特徵在於：所述Ni0/LaC〇03的製備方法為按照質量 比Ni0:LaCo03 = 1:9,稱取相應的Ni (N03)2和LaCo03,混合後研磨4小時，然後於900°C空 氣氣氛焙燒4小時。
4. 根據權利要求1所述催化劑，其特徵在於所述Pd/Cea4Zra602的製備方法為：按照Pd 負載量為載體CeQ. 4ZrQ. 602質量的0. 05 %，稱取相應的Pd (N03) 2溶液和CeQ. 4ZrQ.602，浸漬4小 時後，900°C空氣氣氛焙燒4小時。
【文檔編號】B01J23/89GK104437543SQ201410639539
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月12日 優先權日:2014年11月12日
【發明者】金凌雲, 羅聲宏 申請人:金華氟特催化科技有限公司