以非貴金屬為催化活性組分的蜂窩狀燃燒催化劑。用于催化燃燒法處理工業(yè)廢氣和汽車尾氣，使廢氣中的一氧化碳和有機物深度氧化得以消除污染并可回收能源。
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大氣日益嚴重的污染。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，能承擔大空速負荷，有較低的起燃溫度以減少治理污染時的能耗，甚至提供富余的能量，有較高的耐熱性和機械強度，具有足夠長的使用壽命。
根據(jù)檢索專利文獻的情況，如美國專利3，914，389;3，956，189;英國專利1，499，051;1534047;西德專利2，518，537;日本專利40，878（1976）;140，508（1982）。綜合來看，迄今為止均是用貴金屬如鉑、鈀等為催化活性組份。但是貴金屬資源稀少，價格昂貴，難以滿足廣泛使用的催化燃燒技術(shù)的需要。但用非貴金屬作為催化活性組份，通常不能滿足上述在實施催化燃燒中對催化劑的要求。
本發(fā)明以復合的非貴金屬氧化物和稀土元素氧化物為活性組份，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題，能承擔高負荷大空速操作，并具備一定的抗硫和抗焦油煙霧能力，有足夠的使用壽命。
其性能指標：
空速（1/時）10000～40000
使用溫度℃150-300如一氧化碳150℃，甲苯
260℃
耐熱溫度℃700
凈化率90%～接近100%
抗硫性可耐30PPmSO2
壽命二年以上
本發(fā)明的催化燃燒催化劑不同于任何見緒于已報導的催化燃燒催化劑。它包括載體和催化活性組份，其中載體又分成兩部分，其一是以陶瓷質(zhì)蜂窩狀材料為第一載體，在陶瓷質(zhì)蜂窩狀材料的Z軸方向開有許多水平的對穿孔道，孔道的截面為方形、三角形或園形，并且具有合適的孔容，一般來說孔容在0.1～0.5毫升/克之間為適宜。其二是以耐熱的氧化鋁涂層為第二載體，需要指出的是氧化鋁涂層中加有稀土氧化物。涂層的料液以浸漬法附著于第一載體后，經(jīng)干燥、置于攝氏500度的溫度下焙燒。第二載體占整個載體重量的5%到15%是適宜的。催化活性組份由銅、釩、錳、鈷、鎳的氧化物，或上述成份中的幾種組成的混合氧化物，其中含有稀土元素的氧化物。稀土元素可以是鑭、鈰、鐠、釹、釤、釔或者是它們的混合物。配制含催化活性組份的化合物的溶液以浸漬法附著于已制備好的載體上，經(jīng)干燥后，在攝氏500度的溫度下，焙燒3小時，即得到本發(fā)明所述的非貴金屬氧化物蜂窩狀燃燒催化劑。其中催化活性組份的重量占制成品的催化劑重量的2～35%。
本發(fā)明的實施例如下：
陶瓷材料的蜂窩狀第一載體，在Z方向上有園形水平對穿的孔道，其孔道密度為11個/cm2，孔容為0.3毫升/克。將制備的氧化鋁凝膠1500克與硝酸鑭溶液100ml（濃度為24～30%體積）混勻。第一載體浸入上述溶液后取出干燥，再在500℃溫度下焙燒3小時。然后以Cu（NO3）2·3H2O650克、Co（NO3）2·6H2O250克、Ni（NO3）2·6H2O250克、Mn（NO3）250%水溶液100克、Ce（NO3）·6H2O100克、H2O500克配制成含催化活性組份的溶液，將載體浸入，經(jīng)浸漬后取出干燥，置于攝氏500℃溫度下焙燒3小時。即得到本發(fā)明所述的非貴金屬氧化物蜂窩狀催化燃燒催化劑。制成的燃燒催化劑應(yīng)用在（1）治理工廠廢氣，結(jié)果見表1、2。
表1.催化性能
使用對象一氧化碳、烴類和烴類含氧衍生物的催化燃燒，
可用于治理一氧化碳。煤油、烯烴、芳烴、醛、
酮、醇醚、酯、苯酐、苯并芘等工業(yè)廢氣。同
時用于經(jīng)催化燃燒產(chǎn)生高溫燃氣的回收能源工藝。
起燃溫度℃150～300（苯并芘為350～380）
空速10000～40000
立方米廢氣／立方米催化劑。小時
有機物質(zhì)90％～100％
凈化率
耐熱溫度℃700
抗毒性可耐油漆烘道排氣中的焦油煙霧
可耐30PPmSO2
壽命一年以上（某些工廠可使用時間大于二～三年
表2催化劑的起燃溫度
被燃氣體中的可燃成份起燃溫度℃
一氧化碳150～200
丙烯200～250
雙戊烯200～300
苯240～260
甲苯240～260
二丙酮醇200～240
二甲苯200～300
乙醛與高級醛150～200
苯并350～380
順酐240～260
苯酐280～300
苯酚280～290
說明：起燃溫度的意義是為使凈化率達到90％以上，
進入催化床之前被燃氣體所需要的最低溫度。
（2）治理汽車尾氣，在總速：20公里/時、40公里/時、60公里/時、80公里/時考察了催化劑在以上工況條件下的凈化效率：CO的凈化率為92%以上，HC為60%以上，NO為70%以上。
1、一種非貴金屬蜂窩狀燃燒催化劑，用于催化燃燒法處理工業(yè)廢氣和汽車尾氣，它包括載體和催化活性組份，本發(fā)明的特征在于以陶瓷質(zhì)蜂窩狀材料為第一載體，以氧化鋁涂層為第二載體，催化活性組份是銅、釩、錳、鈷、鎳的氧化物或上述元素中的幾種組成的混合氧化物，并含有稀土元素氧化物；
2、據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其特征在于作為第一載體的陶瓷質(zhì)蜂窩狀材料為氧化鋁或堇青石或二者的混合物，其造型為在Z軸方向開有許多水平對穿孔道，孔道的截面為方形、三角形或園形;
3、據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其特征在于陶瓷質(zhì)蜂窩狀材料應(yīng)具有合適的孔容，其孔容值在0.1～0.5毫升/克為適宜;
4、據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其特征在于作為第二載體的氧化鋁涂層中加有稀土氧化物，其含量在涂層中為1～5%;
5、據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其特征在于第二載體以浸漬涂層法附著于第一載體，經(jīng)干燥焙燒后制成載體;
6、據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其特征在于催化活性組份中的稀土元素可以是鑭、鈰、鐠、釹、釤、釔或其混合物;
7、據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其特征在于催化活性組份中的重量比例是：銅∶鈷∶鎳∶錳∶鈰＝10～15∶2～6∶2～6∶1～3∶1～3;
8、據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其特征在于催化活性組份以浸漬法附著于已附著有第二載體涂層的載體上，經(jīng)干燥、焙燒后即制為成品;
9、據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其特征在于第二載體占整個載體重量的5～15%;
10、據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，其特征在于催化活性組份占成品重量的2～35%。