一種處理碳氫化合物的稀土催化劑及其製備方法
2023-07-09 13:26:16 1
專利名稱：一種處理碳氫化合物的稀土催化劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種處理碳氫化合物的稀土催化劑及其製備方法，屬於新材料技術領 域。
背景技術：
隨著城市經濟的高速發展，城市機動車化程度越來越高，尾氣的排放對大氣環境 的影響也越來越嚴重，由此造成的環境汙染和對人體的危害日益嚴重。碳氫化合物是汽車 尾氣中的主要有害成分之一。目前對含碳氫化合物的治理主要採用轉化的方法，但轉化法 存在的處理能力有限、碳氫化合物的去除效率低、費用高等問題。中國專利CN01127915.X公開的「一種大分子碳氫化合物加氫精制催化劑及其制 備方法」採用以含鎳氧化鋁為載體，以第族金屬元素為活性組分的催化劑對碳氫化合物進 行加氫處理。該催化劑對碳氫化合物的去除過程複雜，催化劑不可再生。
發明內容
本發明的目的是提供一種製備過程簡單、碳氫化合物去除效果好的催化劑及其制 備方法。為了達到上述目的，本發明提供了一種處理碳氫化合物的稀土催化劑，其特徵在 於由稀土 40-90重量份、粘合劑5-12重量份以及金屬氧化物混合物5-48重量份組成。所述稀土為氧化鈰和氧化鋯的混合物。所述粘合劑為分子量為20000-2000000的聚乙烯醇。所述金屬氧化物混合物由氧化銅2-9重量份、氧化鎳1-8重量份、氧化錳2-8重量 份、氧化鈷1-8重量份和氧化鋅1-8重量份組成。本發明還提供了上述處理碳氫化合物的稀土催化劑的製備方法，其特徵在於，具 體步驟為
第一步、將稀土和粘合劑按比例混合，將所得混合物在活性金屬鹽或鹼溶液中浸漬 2-20小時，所述的活性金屬鹽或鹼混合溶液為銅鹽、鎳鹽、錳鹽、鈷鹽和鋅鹽的混合溶液，混 合溶液中金屬離子總濃度為5-50% ；
第二步、將第一步的浸漬液過濾，洗滌，所得固體在80-200°C乾燥2-20小時；將乾燥後 的固體在200-800°C焙燒2-10小時得到稀土催化劑成品。所述的銅鹽為醋酸銅、硫酸銅和硝酸銅中的一種或兩種以上的混合物。所述的鎳鹽為醋酸鎳、硝酸鎳、硫酸鎳和氫氧化鎳中的一種或兩種以上的混合物。所述的錳鹽為硝酸錳、硫酸錳和醋酸錳中的一種或兩種以上的混合物。所述的鈷鹽為醋酸鈷、硝酸鈷和硫酸鈷中的一種或兩種以上的混合物。所述的鋅鹽為醋酸鋅、硝酸鋅和硫酸鋅中的一種或兩種以上的混合物。所述稀土催化劑的比表面積為0. 1-300 m2/g。本發明與現有技術相比，優點如下(1)製備過程無汙染，產率高達90-95%，具有50-250°C加熱可再生的優點，使用壽命 長達10年。(2)本發明所述催化劑在300°C下對碳氫化合物的去除率達100 %，產物為水和二 氧化碳。(3)本發明所述催化劑具有工藝簡單、原料廣泛、價格低廉、無汙染、去除效率高 等優點，可用於汽車尾氣處理、石油化工廠、煉油廠等領域。
具體實施例方式下面結合實施例來具體說明本發明。實施例1
一種處理碳氫化合物的稀土催化劑，由稀土 14g、粘合劑9 g以及金屬氧化物混合物 16.4g組成。所述稀土為氧化鈰和氧化鋯的混合物。粘合劑為分子量20000的聚乙烯醇。 所述金屬氧化物混合物由1. 8g氧化銅、5. 8g氧化鎳、4. 7g氧化錳、2. 4g氧化鈷以及1. 7g氧 化鋅組成。其製備方法為將6g氧化鈰、8g氧化鋯、9g分子量20000的聚乙烯醇混合均勻，加 入到200mL 2wt%硫酸銅、7wt%醋酸鎳、5wt%硝酸錳、3wt%醋酸鈷和2wt%醋酸鋅的水溶液 中浸漬2小時，然後過濾，洗滌，得到的固體在200°C乾燥2小時，然後將烘乾後的混合物在 800°C焙燒2小時得到比表面積300 m2/g的催化劑成品。0. 7g該催化劑在300°C時對20mL/ min流速的甲烷氣體去除率達到100%。實施例2
一種處理碳氫化合物的稀土催化劑，由稀土 18g、粘合劑7g以及金屬氧化物混合物 34. 3g組成。所述稀土為氧化鈰和氧化鋯的混合物。粘合劑為分子量2000000的聚乙烯醇。 所述金屬氧化物混合物由6. 4g氧化銅、8g氧化鎳、10. 2g氧化錳、3. 5g氧化鈷以及6. 2g氧 化鋅組成。其製備方法為將12g氧化鈰、6g氧化鋯、7g分子量2000000的聚乙烯醇混合均 勻，加入到300mL 5wt%醋酸銅、7wt%硝酸鎳、6wt%硫酸錳、3wt%硝酸鈷和5wt%硝酸鋅的水 溶液中浸漬2小時，然後過濾，洗滌，得到的固體在80°C乾燥20小時，然後將烘乾後的混 合物在500°C焙燒3小時得到比表面積50 m2/g的催化劑成品。Ig該催化劑在300°C時對 50mL/min流速的丙烷氣體去除率達到100%。實施例3
一種處理碳氫化合物的稀土催化劑，由稀土 13g、粘合劑9g以及金屬氧化物混合物 31.6g組成。所述稀土為氧化鈰和氧化鋯的混合物。粘合劑為分子量30000的聚乙烯醇。 所述金屬氧化物混合物由2g氧化銅、8g氧化鎳、11. 3g氧化錳、2g氧化鈷以及8. 3g氧化鋅 組成。其製備方法為將IOg氧化鈰、3g氧化鋯、9g分子量30000的聚乙烯醇混合均勻， 加入到250mL 2wt%醋酸銅、8wt%醋酸鎳、8wt%硫酸錳、2wt%硝酸鈷和8wt%硝酸鋅的水溶 液中浸漬10小時，然後過濾，洗滌，得到的固體在80°C乾燥10小時，然後將烘乾後的混合 物在200°C焙燒4小時得到比表面積200 m2/g的催化劑成品。0. 5g該催化劑在300°C時對 40mL/min流速的甲烷氣體去除率達到100%。
實施例4
一種處理碳氫化合物的稀土催化劑，由稀土 22g、粘合劑9g以及金屬氧化物混合物31g 組成。所述稀土為氧化鈰和氧化鋯的混合物。粘合劑為分子量1000000的聚乙烯醇。所述 金屬氧化物混合物由5. 7g氧化銅、8. 6g氧化鎳、7g氧化錳、4. 7g氧化鈷以及5g氧化鋅組 成。其製備方法為將IOg氧化鈰、12g氧化鋯、9g分子量1000000的聚乙烯醇混合均 勻，加入到200mL 7wt%硝酸銅、8wt%硫酸鎳、7wt%醋酸錳、5wt%硫酸鈷和5wt%硫酸鋅的水 溶液中浸漬5小時，然後過濾，洗滌，得到的固體在80°C乾燥5小時，然後將烘乾後的混合 物在400°C焙燒10小時得到比表面積180 m2/g的催化劑成品。2g該催化劑在300°C時對 lOOmL/min流速的丙烷氣體去除率達到100%。實施例5
一種處理碳氫化合物的稀土催化劑，由稀土 20g、粘合劑IOg以及金屬氧化物混合物 29g組成。所述稀土為氧化鈰和氧化鋯的混合物。粘合劑為分子量60000的聚乙烯醇。所 述金屬氧化物混合物由1.6g氧化銅、11.5g氧化鎳、6g氧化錳、3. 8g氧化鈷以及6. Ig氧化
鋅組成。其製備方法為將Ilg氧化鈰、9g氧化鋯、IOg分子量60000的聚乙烯醇混合均勻， 加入到180mL 2wt%硫酸銅、8wt%氫氧化鎳、7wt%硝酸錳、5wt%醋酸鈷和8wt%醋酸鋅的水 溶液中浸漬8小時，然後過濾，洗滌，得到的固體在100°C乾燥6小時，然後將烘乾後的混合 物在800°C焙燒8小時得到比表面積145 m2/g的催化劑成品。Ig該催化劑在300°C時對 80mL/min流速的丙烷氣體去除率達到100%。
權利要求
一種處理碳氫化合物的稀土催化劑，其特徵在於，由稀土40 90重量份、粘合劑5 12重量份以及金屬氧化物混合物5 48重量份組成。
2.如權利要求1所述的處理碳氫化合物的稀土催化劑，其特徵在於，所述稀土為氧化 鈰和氧化鋯的混合物。
3.如權利要求1所述的處理碳氫化合物的稀土催化劑，其特徵在於，所述粘合劑為分 子量為20000-2000000的聚乙烯醇。
4.如權利要求1所述的處理碳氫化合物的稀土催化劑，其特徵在於，所述金屬氧化物 混合物由氧化銅2-9重量份、氧化鎳1-8重量份、氧化錳2-8重量份、氧化鈷1-8重量份和 氧化鋅1-8重量份組成。
5.權利要求1所述的處理碳氫化合物的稀土催化劑的製備方法，其特徵在於，具體步 驟為第一步、將稀土和粘合劑按比例混合，將所得混合物在活性金屬鹽或鹼溶液中浸漬 2-20小時，所述的活性金屬鹽或鹼混合溶液為銅鹽、鎳鹽、錳鹽、鈷鹽和鋅鹽的混合溶液，混 合溶液中金屬離子總濃度為5-50% ；第二步、將第一步的浸漬液過濾，洗滌，所得固體在80-200°C乾燥2-20小時；將乾燥後 的固體在200-800°C焙燒2-10小時得到稀土催化劑成品。
6.如權利要求5所述的處理碳氫化合物的稀土催化劑的製備方法，其特徵在於，所述 第一步中的銅鹽為醋酸銅、硫酸銅和硝酸銅中的一種或兩種以上的混合物；鎳鹽為醋酸鎳、 硝酸鎳和硫酸鎳中的一種或兩種以上的混合物；錳鹽為硝酸錳、硫酸錳和醋酸錳中的一種 或兩種以上的混合物；鈷鹽為醋酸鈷、硝酸鈷和硫酸鈷中的一種或兩種以上的混合物；鋅 鹽為醋酸鋅、硝酸鋅和硫酸鋅中的一種或兩種以上的混合物。
7.如權利要求5所述的處理碳氫化合物的稀土催化劑的製備方法，其特徵在於，所得 稀土催化劑比表面積為0. 1-300 m2/g。全文摘要
本發明提供了一種處理碳氫化合物的稀土催化劑及其製備方法。所述的處理碳氫化合物的稀土催化劑由稀土、粘合劑以及金屬氧化物混合物組成；所述的製備方法為將稀土和粘合劑按比例混合，將所得混合物在活性金屬鹽或鹼混合溶液中浸漬，所述的活性金屬鹽或鹼混合溶液為銅鹽、鎳鹽、錳鹽、鈷鹽、鋅鹽和氫氧化鎳的混合溶液；過濾，洗滌，乾燥，焙燒得到處理碳氫化合物的稀土催化劑成品。本發明的優點是處理碳氫化合物效率高、製備工藝簡單。
文檔編號B01D53/72GK101954287SQ20101028979
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月25日 優先權日2010年9月25日
發明者丁彬, 俞建勇, 孫剛, 毛雪 申請人:東華大學