[其他]非貴金屬蜂窩狀燃燒催化劑

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000009694
• 申請(qǐng)日: 1985-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN85109694B
• 公開（公告）日: 1988-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪仁;吳善良;張志剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東化工學(xué)院
• 代理公司: 華東化工學(xué)院科研處成果專利科
• 代理人: 于川;盛志范

本發(fā)明提供了一種非貴金屬蜂窩狀燃燒催化劑，它以陶瓷材料為第一載體，以金屬氧化物涂層為第二載體，以金屬氧化物和稀土金屬氧化物的混合物為催化活性組分。本發(fā)明還提供了上述催化劑的制造方法，它包括把一種載體浸漬在涂敷液中，然后進(jìn)行干燥和焙燒，所說(shuō)的浸漬、干燥和焙燒需進(jìn)行二次，第一次浸漬、干燥和焙燒后形成了第二載體，第二次浸漬、干燥和焙燒后附著了催化活性組分。

本發(fā)明涉及一種催化劑，特別是一種非貴金屬蜂窩狀燃燒催化劑，本發(fā)明還涉及一種制造催化劑的方法，特別是一種制造非貴金屬蜂窩狀燃燒催化劑的方法。

現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展造成了一氧化碳、烴類及其含氧衍生物對(duì)大氣日益嚴(yán)重的污染。利用催化燃燒法使這些致污物質(zhì)氧化成二氧化碳和水，這是消除這類污染并可以回收能源的有效方法。這樣，獲得性能優(yōu)良的催化劑便成為實(shí)施催化燃燒的關(guān)鍵。優(yōu)良的燃燒催化劑應(yīng)具備良好的活性，能承擔(dān)大空速負(fù)荷，有較低的起燃溫度以減少治理污染時(shí)的能耗，甚至提供富余的能量，有較高的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度，具有足夠長(zhǎng)的使用壽命。

到目前為止人們?cè)谔幚韽U氣和汽車尾氣所造成的污染時(shí)，往往是采用貴金屬催化劑，這些催化劑的活性組份一般是鉑、鈀等貴金屬。已檢索的有關(guān)專利文獻(xiàn)有：美國(guó)專利3，914，389;3，956，189;美國(guó)專利1，499，051;1，534，047;西德專利2，518，537;日本專利40，878（1976）;140，508（1982）。其中所記載的均是貴金屬催化劑，但是貴金屬資源稀少，價(jià)格昂貴，難以滿足現(xiàn)代工業(yè)廣泛使用的催化燃燒技術(shù)的需要。

為了解決上述問(wèn)題，人們?cè)噲D用非貴金屬來(lái)代替貴金屬，從而制造出以非貴金屬為催化活性組份的燃燒催化劑。如美國(guó)專利US.3，985，683、US.3，923，690所提供的催化劑，但這類催化劑目前還存在如下的缺點(diǎn)：

（1）催化劑本征活性低，需要在較高的溫度下起燃。換句話說(shuō)，上述美國(guó)專利所提供的催化劑只有在高溫下才具有催化燃燒的良好效果，在溫度較低時(shí)，因催化劑的本片活性低，催化燃燒效果很差。如US.3，985，683的催化劑在180℃下，CO的凈化率僅為38%，在250℃下，HC的凈化率僅為10%左右。對(duì)于汽車尾氣的催化凈化來(lái)說(shuō)，由于汽車在城市中行駛時(shí)均處于中低速的工況下，排放出來(lái)的尾氣一般溫度比較低，故該類催化劑不能滿足汽車尾氣的催化凈化的需要。因此，只好使用貴金屬催化劑來(lái)解決。

（2）不能承受大空速高負(fù)荷操作，這亦是該類催化劑本征活性低所帶來(lái)的又一個(gè)缺點(diǎn)，因大空速時(shí)汽車尾氣快速通過(guò)催化劑床層，CO、HC等來(lái)不及催化燃燒，造成凈化效率的下降。

（3）耐熱性能和機(jī)械強(qiáng)度差，使用壽命短。這是由于載體材料γ-Al₂O₃層受熱引起相變和燒結(jié)，造成催化劑的比表面的降低（或者說(shuō)孔容的減少）和載體機(jī)械強(qiáng)度的降低，以及活性組份受熱引起晶粒的長(zhǎng)大或化合，造成催化劑活性組份失活。

總之，由于美國(guó)專利US.3，985，683、US.3，923，690所提供的催化劑存在上述缺點(diǎn)，故至今未見于工業(yè)應(yīng)用。

本發(fā)明的目的在于提供一種能滿足催化燃燒之要求的以非貴金屬為催化活性組份的燃燒催化劑，從而突破了非貴金屬不能用于催化燃燒的框框，克服貴金屬資源稀少、價(jià)格昂貴的問(wèn)題，進(jìn)一步滿足現(xiàn)代工業(yè)對(duì)處理廢氣和汽車尾氣之需要。

本發(fā)明是這樣構(gòu)成的，它是一種非金屬蜂窩狀燃燒催化劑，主要由載體和催化活性組份構(gòu)成，其特征在于以具有高孔容的陶瓷材料為第一載體，以含有稀土金屬氧化物的氧化鋁為第二載體，以金屬氧化物和稀土金屬氧化物的混合物構(gòu)成催化活性組份。

本發(fā)明以復(fù)合的非貴金屬氧化物和稀土金屬氧化物為活性組份，代替了通常用的貴金屬活性組份，研制成的蜂窩狀催化燃燒催化劑，解決了在催化燃燒中非貴金屬氧化物的本征活性低于貴金屬的問(wèn)題，其使用溫度和以貴金屬為催化活性組份的燃燒催化劑相同;解決了非貴金屬活性組份難以耐高溫的問(wèn)題，能承擔(dān)高負(fù)荷大空速操作，并具備一定的抗硫和抗焦油煙霧能力，有足夠的使用壽命。所得的催化劑具有如下特性：

空速 10000～40000

（M³廢氣/M³催化劑/時(shí)）