專利名稱：復(fù)合氧化物燃燒催化劑及其制法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合氧化物(Complex Oxide)燃燒催化劑及其制備方法和該催化劑作為燃燒催化劑的用途;本發(fā)明還涉及該催化劑的載體的制備方法。更具體地說，本發(fā)明涉及直接負(fù)載于以硅線石和/或莫來石為主要物相的載體上的復(fù)合氧化物燃燒催化劑及其制備方法，以及其作為工業(yè)和民用有機(jī)廢氣、含一氧化碳煙氣的催化燃燒凈化和節(jié)能方面的燃燒催化劑的用途。
有機(jī)廢氣是很多工業(yè)部門在生產(chǎn)過程中排放的大量氣體污染物之一，尤其在電子、印刷、制革、油漆、化工等行業(yè)的生產(chǎn)過程中更為普遍存在。民用爐灶燃燒不完全排放的一氧化碳也是空氣中大量氣體污染物之一?？諝庵杏袡C(jī)廢氣和一氧化碳的存在危及生產(chǎn)安全和人體健康。催化燃燒是治理空氣中有機(jī)廢氣和一氧化碳的一種有效方法。迄今為止，用于催化燃燒處理有機(jī)廢氣和一氧化碳以達(dá)到凈化目的的催化劑的活性組分主要以貴金屬鉑、鈀為主。由于鉑在世界范圍內(nèi)資源短缺，價格昂貴，嚴(yán)重供不應(yīng)求。因此，世界上包括中國在內(nèi)都努力開展對復(fù)合氧化物活性組分的研究，試圖用以代替貴金屬鉑。但是，復(fù)合氧化物活性組分的負(fù)載問題一直未得到很好的解決，使得這類催化劑未能很好地應(yīng)用到實際中去。目前，負(fù)載型復(fù)合氧化物催化劑的載體除了使用氧化鋁之外，大多數(shù)使用堇青石(Cordierite)或莫來石(Mullite)等陶瓷材料。但是，采用這些陶瓷材料作載體時，往往必須對這些陶瓷材料進(jìn)行預(yù)處理，例如，預(yù)先在堇石或莫來石等陶瓷的表面上浸漬或涂上一層其它化合物，這些化合物一般是氧化鋁、氧化鑭、氧化鋯、氫氧化鋁、氫氧化鋯或它們的混合物。然后，再負(fù)載復(fù)合氧化物活性組分(日本專利，昭60-51544;中國專利，85109694)。另一種方法，是用已經(jīng)事先制備好的復(fù)合氧化物活性組分與氧化鋁膠等物質(zhì)打漿成漿液，再涂在莫來石載體上(日本專利，昭60-175547;日本專利，昭61-234947;美國專利，4748143)。這些情況下，堇青石或莫來石在載體中僅僅是起骨架或底物的作用，載體的有效表面是由氧化鋁、氧化鋯、氧化鑭或它們的化合物提供的。這些方法的特點都是借助第三種物質(zhì)，即用非直接的方法把復(fù)合氧化物活性組分附著在載體上。這些方法一方面增加了催化劑的制備步驟，使成本增加;另一方面，活性組分有效利用率低，影響催化劑的活性。
為了解決上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究和大量試驗，終于獲得突破，完成了本發(fā)明。
因此，本發(fā)明涉及一種復(fù)合氧化物燃燒催化劑，該催化劑由下述活性組分及載體組成1、活性組分以復(fù)合氧化物為主要成分，常伴隨有少量的金屬氧化物?；钚越M分包含有兩種或兩種以上的金屬元素。所述金屬元素為過渡金屬元素、堿土金屬元素和稀土金屬元素;
2、以硅線石(Sillimanite)和/或莫來石(Mullite)為主要物相的載體;所述催化劑的活性組分直接在載體原位上形成并直接負(fù)載在所述載體上。
本發(fā)明還涉及上述催化劑的制備方法，該方法包括根據(jù)活性組分所需的金屬元素摩爾比配制金屬離子濃度為1.0～3.0M的可溶性鹽水溶液，如果需要，可按檸檬酸與總金屬離子的摩爾比為0～2.0加入檸檬酸，混合均勻，即得浸漬液。用該浸漬液浸漬所述硅線石和/或莫來石為主要物相的載體，干燥后，于400～800℃焙燒活化0.5～24小時，在載體原位上反應(yīng)生成復(fù)合氧化物活性組分，活性組分直接負(fù)載在以硅線石和/或莫來石為主要物相的載體上，即制得所述催化劑。所制得的催化劑活性組分與所述載體的重量比為5%～30%。
本發(fā)明還涉及上述催化劑的載體的制備方法，該方法包括1、將含氧化鋁和氧化硅的原料按Al2O3∶SiO2＝1.40～2.30(重量比)的比例混合，配制成混合料;
2、往混合料中加入0～10.0%(重量)的粘結(jié)劑、0～20.0%(重量)的造孔劑及適量水，攪拌均勻，捏合后成型;
3、將2的成型物烘干后在1200～1600℃焙燒1～24小時，即制成所述載體;其中所述造孔劑由選自活性炭、高分子聚合物、堅果殼、草籽、谷物等物質(zhì)構(gòu)成;所述粘結(jié)劑為羧甲基纖維素(CMC)或聚乙烯醇等。
本發(fā)明還涉及上述催化劑作為工業(yè)和民用有機(jī)廢氣、含一氧化碳煙氣的催化燃燒凈化和節(jié)能方面的燃燒催化劑的用途。
由此可見，本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合氧化物活性組分直接負(fù)載在以硅線石和/或莫來石為主要物相的載體上構(gòu)成的新催化劑，該催化劑用于催化燃燒處理有機(jī)廢氣和含一氧化碳煙氣，完全可以滿足達(dá)到催化燃燒凈化和節(jié)能的目的;本發(fā)明的另一個目的是要提供一種制備該催化劑的方法，使用該方法可以<p>在圖Ⅰ中，呋喃-，吡咯-，環(huán)戊二烯-或噻吩并吡啶環(huán)系統(tǒng)的合成，是以具有結(jié)構(gòu)式Ⅹ的中間體醛為原料完成的。圖Ⅰ中列出了2-醛基中間體，并列出最后生成的中間體Ⅲc的反應(yīng)過程。如果在圖Ⅰ中采用3-醛基中間體Ⅹ′，則反應(yīng)產(chǎn)物變成“反向”異構(gòu)體Ⅲc′。
前面單元制法中一般結(jié)構(gòu)Ⅲ(其中J＝H)，通常代表Ⅲc和Ⅲc′二種中間體的結(jié)構(gòu)。
圖Ⅰ中，所需原料醛系從市場購得，或者由簡單合成制得，采用從化學(xué)文獻(xiàn)容易獲得的方法和掌握化學(xué)技術(shù)的人熟悉的方法，例如N-烷基吡咯的Vilsmeier-Haack甲?；?。將中間體X與丙二酸在100℃縮合。通常以吡啶為溶劑，以哌啶為催化劑，反應(yīng)進(jìn)行大約12小時，隨后經(jīng)短時間回流以便加強(qiáng)脫羧反應(yīng)，得到相應(yīng)的丙烯酸中間體(結(jié)構(gòu)式Ⅸ)。將具有式Ⅸ的酸在氯仿中用氯化亞砜進(jìn)行氯化，并加進(jìn)催化量的二甲氨基甲酰胺，生成結(jié)構(gòu)式Ⅷ的酰氯衍生物，它不用純化而可以粗品形式用于制備具有式Ⅶ的?；B氮化物。這些?；B氮化物是在丙酮和水的雙相混合物中，于5℃通過疊氮鈉的作用制得，或者在回流苯中與三甲基甲硅烷基疊氮化物制得。將未經(jīng)純化的?；B氮化物(式Ⅶ)，溶于二氯甲烷中的溶液分次加到二苯醚或二苯甲烷中，并加熱到230℃，促使經(jīng)異氰酸酯的Curtius類型重排，立即環(huán)合形成稠合6-5雙環(huán)中間體(式Ⅵ)。將Ⅵ用氧氯化磷或者五氯化磷-氧氯化磷混合物進(jìn)行氯化，生成氯取代的雜環(huán)產(chǎn)物(Ⅴ式)。將Ⅴ與過量的適當(dāng)哌嗪在耐壓容器中于120℃-140℃進(jìn)行反應(yīng)，時間長短可以變化，即生成所需的哌嗪中間體Ⅲc。具有式Ⅲc的中間體的這種一般合成方法，以前已有報道(參看Eloy等，Zn，F(xiàn)e，Co，Ni，Cu，V，Mo和/或W;堿土金屬元素，選自Mg，Ca，Sr和/或Ba;稀土金屬元素，選自La，Ce或混合稀土金屬元素;若有必要，本發(fā)明的活性組分也可以選自Pt，Pd和/或Rh等貴金屬元素。所述活性組分中各金屬元素的含量范圍以摩爾分?jǐn)?shù)計為0～0.999，且需滿足活性組分至少由兩種金屬元素構(gòu)成的條件，即至少其中有兩種金屬元素的摩爾分?jǐn)?shù)不與其它金屬元素的摩爾分?jǐn)?shù)同時為零。
本發(fā)明中優(yōu)選的活性組分為由具有下列摩爾比的金屬元素構(gòu)成的復(fù)合氧化物Cu∶Co＝1∶1Cu∶Co＝1∶2Cu∶Mn＝1∶2Ni∶Co＝1∶2Ni∶Mn＝1∶2Co∶Mn＝1∶2Zn∶Mn＝3∶14Fe∶Cu∶Mn＝1∶1∶3Fe∶Cu∶Mn＝1∶1∶14Fe∶Ni∶Mn＝1∶2∶3Fe∶Co∶Mn＝1∶1∶3Ni∶Cu∶Mn＝1∶1∶3La∶Ca∶Co＝33∶17∶50Co∶Ni∶Cu∶Mn＝1∶2∶2∶4Co∶Ni∶Cu∶Mn＝1∶1∶3∶5
Ni∶Co∶Cu∶Cr＝9∶18∶1∶2La∶Sr∶Ce∶Co＝7∶2∶1∶10Fe∶Co∶Ni∶Cu∶Mn＝1∶2∶2∶2∶6Fe∶Co∶Ni∶Cu∶Mn＝1∶2∶3∶3∶6Fe∶Co∶Ni∶Cu∶Mn＝1∶3∶3∶3∶6Fe∶Co∶Ni∶Cu∶Mn＝2∶1∶2∶3∶6Fe∶Co∶Ni∶Cu∶Mn＝3∶1∶3∶2∶6Ni∶Co∶Cu∶Cr∶Ce＝7∶14∶3∶6∶3本發(fā)明的復(fù)合氧化物燃燒催化劑所用的載體是以硅線石和/或莫來石為主要成分，常伴隨有少量的硅、鋁的氧化物。在由含硅、鋁的原料制備載體的過程中，硅線石和莫來石往往是相伴生成的，二者結(jié)構(gòu)上的區(qū)別僅在于硅線石是有序結(jié)構(gòu)，而莫來石是無序結(jié)構(gòu);明確區(qū)分二者的比例和含量在技術(shù)上是困難的。而且，由于硅線石和莫來石在本發(fā)明中具有相同的負(fù)載作用，所以本發(fā)明無需明確定義本發(fā)明的載體中硅線石和莫來石的確切比例和含量?；谏鲜隼碛桑景l(fā)明所用載體統(tǒng)稱為硅線石和/或莫來石載體。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明以硅線石和/或莫來石為主要物相的載體十分有利于復(fù)合氧化物活性組分牢固附著在其上，并且不與活性組分起化學(xué)反應(yīng)，而使活性組分穩(wěn)定地直接負(fù)載在其上并充分發(fā)揮其催化活性。另外，本發(fā)明的硅線石和/或莫來石為主要物相的載體可以根據(jù)需要加工成任何形狀，如球形、柱形、空心柱形或其它異形。
本發(fā)明的硅線石和/或莫來石載體的制備方法包括(1)將含氧化鋁和氧化硅的原料按重量比Al2O3∶SiO2＝1.40～2.30，優(yōu)選為1.55～1.90，混合均勻，配制成混合料;
(2)往混合料中加入0～10%(重量)，優(yōu)選為1%～5%(重量)的粘結(jié)劑;往混合料中加入0～20%(重量)，優(yōu)選為5%～15%(重量)的造孔劑;及適量水，攪拌均勻，捏合后，在成型機(jī)上成型;
(3)將(2)的成型物烘干后，在1200～1600℃，優(yōu)選為1300～1500℃，焙燒1～24小時，優(yōu)選為4～12小時，即可制成合格的載體。
按照上述方法制得的載體的比表面為1.0～10m2/g，孔容為0.1～0.7ml/g，堆比為0.4～1.0g/ml。X-射線衍射測定結(jié)果表明，按照上述方法制得的載體的主要物相為硅線石和/或莫來石。
制備本發(fā)明載體所用的造孔劑可選自活性炭、高分子聚合物、堅果殼、草籽、谷物等物質(zhì);制備本發(fā)明載體常用的粘結(jié)劑為羧甲基纖維素(CMC)、聚乙烯醇等物質(zhì)。
本發(fā)明的催化劑制備方法包括將與活性組分相應(yīng)的原料配制成金屬鹽水溶液，例如配制成硝酸鹽或醋酸鹽等的水溶液，按所需的金屬元素摩爾比配制金屬鹽混合水溶液，金屬離子總濃度為1.0～3.0M，優(yōu)選為1.5～2.5M，再按檸檬酸與總金屬離子的摩爾比為0～2.0，優(yōu)選為0.3～0.6，加入檸檬酸，混合均勻，即得活性組分浸漬液。用活性組分浸漬液浸漬載體，干燥后，于400～800℃，優(yōu)選為500～700℃，焙燒活化0.5～24小時，優(yōu)選為2～8小時，即在載體原位上反應(yīng)生成復(fù)合氧化物活性組分，并直接負(fù)載在以硅線石和/或莫來石為主要物相的載體上，上述過程可重復(fù)數(shù)次，直到負(fù)載在載體上的活性組分達(dá)到所需的量，由此制得復(fù)合氧化物催化劑。本發(fā)明催化劑中活性組分與載體的重量比為5%～30%，但實際上，重量比為8%～15%時，催化劑即可達(dá)到良好的催化性能。
X-射線衍射測定結(jié)果表明，按照上述方法制得的催化劑的活性組分主要為復(fù)合氧化物。
本發(fā)明的復(fù)合氧化物催化劑，對空氣中的正己烷、正庚烷、表一 被燃物質(zhì)的起燃溫度被燃物質(zhì) 起燃溫度范圍(℃)一氧化碳 125～200飽和烷烴(正己烷、正庚烷) 210～300芳烴(甲苯、二甲苯) 230～260醇類(甲醇、乙醇) 170～220酮類(低級) 190～220醛類(糠醛) 220～250酚類(苯酚) 230～280酸類(醋酸、醋酸酐) 230～260酯類(乙酸乙酯、乙酸丁酯) 225～250胺類(苯胺、二甲基甲酰胺) 200～240
甲苯、甲醇、乙醇、丁酮、糠醛、苯酚、冰醋酸、醋酸酐、乙酸丁酯、硝基苯、苯胺、二甲基甲酰胺等有機(jī)化合物，和對煙氣中的一氧化碳都有良好的催化燃燒性能(見表一)，在濃度1500～15000mg/m3，空速5000～20000h-1時的起燃溫度為125～300℃(起燃溫度的含義是使被燃物質(zhì)燃燒轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以上時，進(jìn)入催化燃燒反應(yīng)器催化劑床層之前被燃?xì)怏w所需的最低溫度)。燃燒放出的熱量，根據(jù)具體情況可以直接或通過換熱器加以利用。因此，該催化劑可以應(yīng)用于工業(yè)和民用有機(jī)廢氣、含一氧化碳煙氣的燃燒凈化和節(jié)能方面。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但并非以此限制本發(fā)明的范圍。
實施例1將10公斤粘土(含30%Al2O3，45%SiO2)加7.2公斤Al(OH)3，加1.0公斤CMC，加0.2公斤活性炭造孔劑，和適量水，拌勻捏合后，用成型機(jī)做成直徑為6毫米的小球，干燥后，放入高溫爐在1450℃焙燒12小時，即制成載體。
按照上述方法制得的載體的比表面為5.3m2/g，孔容為0.45ml/g，堆比為0.7g/ml。用日本理學(xué)D/MAX-RA型X-射線衍射儀在Cu Kα輻射，40KV，150mA的條件下對上述制得的載體進(jìn)行測定，其結(jié)果示于

圖1。該X-射線衍射圖證明，所制得載體的主要物相為硅線石和/或莫來石。
取50克上述球形載體，用金屬離子及其摩爾比為Fe∶Co∶Ni∶Cu∶Mn＝1∶3∶3∶3∶6的浸漬液浸漬(溶液離子總濃度為2M，檸檬酸與總金屬離子的摩爾比為0.4)，在520℃下活化4小時，即制得復(fù)合氧化物催化劑。
用日本理學(xué)D/MAX-RA型X-射線衍射儀在Cu Kα輻射，40KV，150mA的條件下對上述制得的復(fù)合氧化物催化劑進(jìn)行測定，其結(jié)果示于圖2。該X-射線衍射圖證明，所制得催化劑含有復(fù)合氧化物活性組分物相。
該催化劑對空氣中的甲苯在濃度為5500mg/m3，空速為10000h-1時的起燃溫度為230℃;對正己烷在濃度為6100mg/m3，空速為10000h-1時的起燃溫度為246℃;對甲醇在濃度為5600mg/m3，空速為10000h-1時的起燃溫度為198℃;對丁酮在濃度為10000mg/m3，空速為10000h-1時的起燃溫度為198℃;對一氧化碳在濃度為2.0%(v/v)，空速為12000h-1時的起燃溫度為125℃。
實施例2將9.9公斤粘土(含35%Al2O3，49%SiO2)加10.5公斤Al(OH)3，加0.45公斤CMC，加0.5公斤造孔劑(玉米碴)，和適量水，拌勻捏合后，用成型機(jī)做成直徑為5毫米長為6毫米的園柱，干燥后，放入高溫爐在1500℃焙燒8小時，即制成載體。上述方法制得的載體的比表面為4.5m2/g，孔容為0.40ml/g，堆比為0.75g/ml。取50克上述園柱形載體，用金屬離子及其摩爾比為La∶Sr∶Ce∶Co＝7∶2∶1∶10的浸漬液浸漬(溶液離子總濃度為2.7M，檸檬酸與總金屬離子的摩爾比為0.5)，在540℃下活化3.5小時，即制得復(fù)合氧化物催化劑。
該催化劑對空氣中的甲苯在濃度為5500mg/m3，空速為10000h-1時的起燃溫度為290℃。
實施例3將15公斤粘土(含27%Al2O3，57%SiO2)加18公斤Al(OH)3，加0.75公斤CMC，加0.6公斤造孔劑(活性炭)和適量水，拌勻捏合后，用成型機(jī)做成外徑為6毫米長為6毫米內(nèi)徑為2毫米的空心柱，干燥后，放入高溫爐在1400℃焙燒10小時，即制成載體。按照上述方法制得的載體的比表面為7.5m2/g，孔容為0.55ml/g，堆比為0.75g/ml。
取50克上述空心柱形載體，用金屬離子及其摩爾比為Co∶Ni∶Cu∶Mn＝1∶2∶2∶4的浸漬液浸漬(溶液離子總濃度為2.5M，檸檬酸與總金屬離子總濃度的摩爾比為0.4)，在500℃下活化5小時，即制得復(fù)合氧化物催化劑。
該催化劑對空氣中的甲苯在濃度為5500mg/m3，空速為10000h-1時的起燃溫度為230℃;對正庚烷在濃度為6700mg/m3，空速為10000h-1時的起燃溫度為283℃;對乙酸丁酯在濃度為3400mg/m3，空速為10000h-1時的起燃溫度為225℃;對苯酚在濃度為13300mg/m3，空速為10700h-1時的起燃溫度為241℃;對一氧化碳在濃度為2.0%(v/v)，空速為12000h-1時的起燃溫度為125℃。
實施例4取50克實施例1中的球形載體，用金屬離子及其摩爾比為Cu∶Co＝1∶2的浸漬液浸漬(溶液離子總濃度為2.5M，檸檬酸與總金屬離子的摩爾比為0.35)，在550℃下活化2小時，即制得復(fù)合氧化物催化劑。
該催化劑對空氣中的甲苯在濃度為5500mg/m3，空速為10000h-1時的起燃溫度為230℃;對甲醇在濃度為5600mg/m3，空速為10000h-1時的起燃溫度為170℃;對冰醋酸在濃度為6600mg/m3，空速為15000h-1時的起燃溫度為230℃;對二甲基甲酰胺在濃度為10200mg/m3，空速為12000h-1時的起燃溫度為200℃;對糠醛在濃度為3600mg/m3，空速為10000h-1時的起燃溫度為245℃。
實施例5取50克實施例2中的園柱形載體，用金屬離子及其摩爾比為Ni∶Co∶Cu∶Cr∶Ce＝7∶14∶3∶6∶3的浸漬液浸漬(溶液離子總濃度為1.5M，檸檬酸與總金屬離子的摩爾比為0.5)，在600℃下活化2小時，即制得復(fù)合氧化物催化劑。
該催化劑對空氣中的對正己烷在濃度為6100mg/m3，空速為10000h-1時的起燃溫度為268℃。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合氧化物燃燒催化劑，由下述的活性組分及載體組成活性組分以復(fù)合氧化物為主要成分，所述活性組分包含有兩種或兩種以上的金屬元素，所述金屬元素為過渡金屬元素，堿土金屬元素，稀土金屬元素；載體以硅線石和/或莫來石為主要成分；其特征在于，所述的催化劑的活性組分直接在載體原位上制備生成，并直接負(fù)載在所述載體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述活性組分與所述載體的重量比為5%～30%;且所述活性組分中各金屬元素的含量以摩爾分?jǐn)?shù)表示為0～0.999。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述活性組分與所述載體的重量比為8%～15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的過渡金屬元素選自Ti，Cr，Mn，Zn，F(xiàn)e，Co，Ni，Cu，V，Mo，W，Pt和/或Pd;所述的堿土金屬元素選自Mg，Ca，Sr和/或Ba;所述的稀土金屬元素，選自La，Ce或混合稀土金屬元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Fe∶Co∶Ni∶Cu∶Mn＝(0～3)∶(0～3)∶(0～3)∶(0～3)∶(0～16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Fe∶Co∶Ni∶Cu∶Mn＝(1～3)∶(1～3)∶(1～3)∶(1～3)∶(6～8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Fe∶Co∶Ni∶Cu∶Mn＝1∶2∶2∶2∶6。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Fe∶Co∶Ni∶Cu∶Mn＝1∶2∶3∶3∶6。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Fe∶Co∶Ni∶Cu∶Mn＝1∶3∶3∶3∶6。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Fe∶Co∶Ni∶Cu∶Mn＝2∶1∶2∶3∶6。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Fe∶Co∶Ni∶Cu∶Mn＝3∶1∶3∶2∶6。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Ni∶Co∶Cu∶Cr∶Ce＝7∶14∶3∶6∶3。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Co∶Ni∶Cu∶Mn＝1∶2∶2∶4。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Co∶Ni∶Cu∶Mn＝1∶1∶3∶5。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Ni∶Co∶Cu∶Cr＝9∶18∶1∶2。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Fe∶Cu∶Mn＝1∶1∶3。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Fe∶Cu∶Mn＝1∶1∶14。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Fe∶Ni∶Mn＝1∶2∶3。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Fe∶Co∶Mn＝1∶1∶3。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Ni∶Cu∶Mn＝1∶1∶3。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Cu∶Co＝1∶1。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Cu∶Co＝1∶2。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Cu∶Mn＝1∶2。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Ni∶Co＝1∶2。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Ni∶Mn＝1∶2。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其中所述的活性組分中各金屬元素及其摩爾比為Co∶Mn＝1∶2。
27.制備權(quán)利要求1至26任一項所述復(fù)合氧化物燃燒催化劑的方法，其特征在于，根據(jù)活性組分所需的金屬元素摩爾比配制金屬鹽水溶液，金屬鹽水溶液中金屬離子總濃度為1.0～3.0M，混合均勻即得浸漬液;用該浸漬液浸漬所述硅線石和/或莫來石為主要物相的載體，干燥后，于400～800℃焙燒活化0.5～24小時，在載體原位上反應(yīng)生成復(fù)合氧化物活性組分，且直接負(fù)載在以硅線石和/或莫來石為主要物相的載體上，即制得所述催化劑。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述金屬鹽水溶液金屬離子總濃度為1.5～2.0M，金屬鹽為硝酸鹽、醋酸鹽等，并按檸檬酸與總金屬離子的摩爾比為0～2.0加入檸檬酸，焙燒活化溫度為500～700℃，焙燒活化時間為0.5～24小時。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述載體按下述方法制備(1)將含氧化鋁和氧化硅的原料按Al2O3∶SiO2＝1.40～2.30的比例(重量)混合，配制成混合料;(2)往混合料中加入0～10%(重量)的粘結(jié)劑、0～20%(重量)的造孔劑及適量水，攪拌均勻后，捏合成型;(3)將(2)的成型物烘干后，在1200～1600℃焙燒1～24小時即制成所述載體;其中所述造孔劑可選自活性炭、高分子聚合物、堅果殼、草籽、谷物等物質(zhì);所述粘結(jié)劑為羧甲基纖維素(CMC)、聚乙烯醇等物質(zhì)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中含氧化鋁和氧化硅的原料按重量比為Al2O3∶SiO2＝1.55～1.90，粘結(jié)劑為混合料重量的1%～5%，造孔劑為混合料重量的5%～15%，焙燒溫度為1300～1500℃，焙燒時間為4～12小時。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中載體可加工成球形、柱形、空心柱形或其它異形;載體的比表面為1.0～10m2/g，孔容為0.1～0.7ml/g，堆比為0.4～1.0g/ml。
32.權(quán)利要求1至26任何一項所述的催化劑作為工業(yè)和民用有機(jī)廢氣、含一氧化碳煙氣的催化燃燒凈化和節(jié)能方面的燃燒催化劑的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合氧化物(Complex Oxide)燃燒催化劑，其中復(fù)合氧化物活性組分直接負(fù)載于以硅線石和/或莫來石為主要物相的載體上。本發(fā)明還涉及上述燃燒催化劑的制備方法，該方法包括用按活性組分所需的金屬元素及其摩爾比配制成的金屬鹽水溶液浸漬所述載體，干燥后，焙燒活化。本發(fā)明還涉及上述催化劑的以硅線石和/或莫來石為主要物相的載體的制備方法。本發(fā)明還涉及復(fù)合氧化物燃燒催化劑在工業(yè)和民用有機(jī)廢氣、含一氧化碳煙氣的催化燃燒凈化和節(jié)能方面作為燃燒催化劑的用途。
文檔編號B01J23/10GK1074630SQ9210043
公開日1993年7月28日 申請日期1992年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月24日
發(fā)明者劉英駿, 黃旭東, 李世杰, 李紅, 林炳雄 申請人:北京大學(xué)