CN109718848B - 废气处理催化剂及其制备方法以及废气催化氧化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及催化剂制备领域，公开了一种废气处理催化剂及其制备方法以及废气催化氧化处理方法，该催化剂包括：载体和分布在载体表面的活性组分涂层，以所述活性组分涂层的总重量为基准，所述活性组分涂层含有0.005‑4重量％的贵金属、86‑99.5重量％的基质和0.4‑10重量％的含钛粘结剂，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为5‑50重量％。采用本发明提供的方法制得的催化剂，催化效率高、稳定性好，耐水气冲刷能力强，在达到相同催化效果时，贵金属用量少。使用本发明提供的催化剂处理工业废气，可以得到达到安全无毒无污染排放标准的废气。

Description

废气处理催化剂及其制备方法以及废气催化氧化处理方法

技术领域

本发明涉及催化剂制备领域，具体涉及一种废气处理催化剂及其制备方法以及废气催化氧化处理方法。

背景技术

在化工、电子、医药、涂料、新材料加工以及汽车行业工业化生产过程中，会排放出大量工业废气，它们是大气污染物主要来源。据统计，我国工业废气年排放量约在2000万吨以上，而且随着国民经济发展，必将呈现快速增长的趋势。工业废气包括氢气(H₂)等易燃易爆气体、挥发性有机气体(VOCs)和CO等有毒有害气体，易在含脂肪丰富的组织中蓄积，且大都具有致癌、致畸、致突变性，引发中毒死亡，对环境、动植物生长以及人体健康造成巨大危害，从而给国民经济造成巨大损失。现有国内外工业废气的治理方法一般包括回收技术和销毁技术，其中销毁技术中的催化燃烧法因具有起燃温度低、能耗低、效率高、无二次污染、适用范围广等优点，已在欧洲各国、美国、日本等得到广泛应用，目前国内工业废气工程治理方法也以催化燃烧法为主。然而目前我国工业应用的催化燃烧催化剂以采用进口催化剂为主，主要供应商有Engelhard、Johnson Matthey、Allied Signal、UOP、BASF以及Topsoe等公司，且以Pt、Pd、Ru等贵金属为活性组分，蜂窝陶瓷为载体。

CN1986035A公开了一种汽车尾气的净化方法，该催化剂能够在相对较低起燃温度下实现对CO、HC、NOx的净化，但达到预期净化目标需使用较多的贵金属，并且在使用一段时间后活性组元会从载体上脱落。

CN1488435A公开了一种催化燃烧催化剂及其制备方法，该催化剂具有较高的催化燃烧有机废气转化效率，但需使用较高含量的贵金属元素，且具有价格昂贵、抗毒性能差和普遍适用性能差等缺点。

CN101138728A涉及净化有机废气金属氧化物混合物催化剂及其制备方法，该方法包括一次性在堇青石载体上负载铈镧锆混合氧化物改性的活性氧化铝涂层与含多种金属氧化物混合物的活性组分，其具有催化效率高、制备简单和成本低易于推广等特点，然而该催化剂易被工业废气中还原性气体(CO)还原而失活。

因而开发具有高效廉价、环境友好、强度持久催化剂已成为当前国内外催化氧化催化剂的研究热点和应用趋势。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的废气处理催化剂制备成本高、使用周期短和稳定性差的缺陷，提供一种废气处理催化剂及其制备方法以及一种废气催化氧化处理方法。本发明提供的催化剂催化效率高、稳定性好。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种废气处理催化剂，该催化剂包括：载体和分布在载体表面的活性组分涂层，以所述活性组分涂层的总重量为基准，所述活性组分涂层含有0.005-4重量％的贵金属、86-99.5重量％的基质和0.4-10重量％的含钛粘结剂，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为5-50重量％。

第二方面，本发明提供一种废气处理催化剂的制备方法，该方法包括：

(1)将基质和水打浆并研磨，得到基质浆液，然后与硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶混合，得到第一浆液；

(2)用所述第一浆液浸泡载体并进行第一干燥以在所述载体表面形成基质涂层，得到半成品催化剂；

(3)采用含有含贵金属的化合物的溶液浸渍所述半成品催化剂，然后进行第二干燥和第二焙烧以得到分布在载体表面的活性组分涂层。

第三方面，本发明提供一种废气处理催化剂的制备方法，该方法包括：

(1)将基质和水打浆并研磨，得到基质浆液，然后与硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶混合，得到第一浆液；

(2)向所述第一浆液中加入含贵金属的化合物，得到第二浆液；

(3)用所述第二浆液浸泡载体，然后进行第二干燥和第二焙烧以得到分布在载体表面的活性组分涂层。

第四方面，本发明提供一种由上述方法制得的废气处理催化剂。

第五方面，本发明提供一种废气催化氧化处理方法，该方法包括：在催化氧化条件下，将含有可燃气体的废气与催化剂接触，其中，所述催化剂为上述本发明提供的废气处理催化剂。

本发明与现有技术相比，在催化剂中加入含钛粘结剂(优选为含有硅烷偶联剂以及二氧化钛的粘结剂)将其制备成特定结构的催化剂，使得制得的催化剂催化效率高、稳定性好，耐水气冲刷能力强。另外，采用本发明提供的催化剂，在达到相同催化效果时，贵金属用量少。使用本发明提供的催化剂处理工业废气，可以得到达到安全无毒无污染排放标准的废气。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供一种废气处理催化剂，该催化剂包括：载体和分布在载体表面的活性组分涂层，以所述活性组分涂层的总重量为基准，所述活性组分涂层含有0.005-4重量％的贵金属、86-99.5重量％的基质和0.4-10重量％的含钛粘结剂，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为5-50重量％。

根据本发明，所述表面可以包括载体的外表面和内表面即孔道内表面。

在本发明中，通过在活性组分涂层中引入特定含量的含钛粘结剂，更有利于提高催化剂的稳定性和耐水气冲刷能力。为了更进一步提高催化剂的活性、稳定性和耐水气冲刷能力，优选地，所述含钛粘结剂含有硅烷偶联剂以及二氧化钛，进一步优选地，硅烷偶联剂与二氧化钛的重量比为(10-50)：100，更进一步优选为(10-35)：100。

根据本发明的一种优选实施方式，所述含钛粘结剂通过包括下述步骤的制备方法制得：将纳米钛溶胶加水打浆，得到浆液，将所述浆液和硅烷偶联剂混合。本发明对所述混合的方式没有特别的限定，但为了更进一步加强硅烷偶联剂和纳米钛溶胶的分散，进一步优选地，所述混合的方式包括：在搅拌条件下，将硅烷偶联剂加入所述浆液，然后于40-90℃下放置1-10小时；最优选地，所述混合的方式包括：在搅拌条件下，将硅烷偶联剂加入(例如滴入)所述浆液，然后于60-80℃下放置2-7小时。本发明对所述搅拌的速度选择范围较宽，本领域技术人员可以根据实际情况进行适当选择，例如，所述搅拌的速度可以为800-4000r/min，优选为1000-1600r/min。

根据本发明的一种优选实施方式，相对于100重量份的浆液，硅烷偶联剂的加入的速度可以为0.5-1重量份/分钟。采用该种优选实施方式更有利于加强硅烷偶联剂和纳米钛溶胶的分散。

在本发明中，优选所述硅烷偶联剂为具有亲水基团和疏水基团的有机硅化合物中的至少一种。

根据本发明，所述硅烷偶联剂可用YSiX₃表示，式中，Y为非水解基团，包括链烯基(主要为乙烯基)，以及末端带有Cl、NH₂、SH、环氧、N₃、(甲基)丙烯酰氧基、异氰酸酯基等官能团的烃基，即碳官能基；X为可水解基团，包括Cl、OMe、OEt、OC₂H₄OCH₃、OSiMe₃以及OAc中的至少一种。

根据本发明的一种优选实施方式，所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)中的至少一种。采用本发明的该种优选实施方式更有利于硅烷偶联剂对纳米钛溶胶的改性，更有利于发挥二者的协同作用。

在本发明中，所述纳米钛溶胶可以通过商购得到，也可以通过制备得到，本发明对此没有特别的限定。

在本发明中，所述纳米钛溶胶的溶剂可以为水。

在本发明中，所述纳米钛溶胶的固含量为10-50重量％，优选为20-30重量％。

根据本发明的一种优选实施方式，所述纳米钛溶胶中TiO₂颗粒的平均粒径为1-200nm，优选为50-100nm，更进一步优选为50-80nm。

根据本发明的一种优选实施方式，纳米钛溶胶加水打浆得到的所述浆液的固含量为5-40重量％，进一步优选为10-35重量％，更进一步优选为10-20重量％。

根据本发明的一种优选实施方式，硅烷偶联剂与以二氧化钛计的纳米钛溶胶的重量比为(10-50)：100，进一步优选为(10-35)：100。本发明的发明人在研究过程中发现，当使用特定量的硅烷偶联剂与纳米钛溶胶配合使用，更有利于发挥二者的协同作用，更有利于提高制得的催化剂的稳定性、耐水气冲刷能力。

根据本发明的一种优选实施方式，以所述活性组分涂层的总重量为基准，所述活性组分涂层含有0.01-0.5重量％的贵金属、91.5-99重量％的基质和0.5-8重量％的含钛粘结剂；进一步优选地，以所述活性组分涂层的总重量为基准，所述活性组分涂层含有0.01-0.1重量％的贵金属94.99-98.9重量％的基质和1-5重量％的含钛粘结剂。本发明提供的催化剂采用特定组成的活性组分涂层，既能够保证催化剂的活性，还能够保持催化剂的稳定性和耐水气冲刷能力，另外，采用本发明的优选实施方式，大大减少了贵金属的用量，提高了贵金属的利用率，大大减少了生产成本。

根据本发明的一种优选实施方式，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为10-40重量％，进一步优选为10-20重量％。

本发明对所述载体的选择范围较宽，可以为本领域常规使用的各种载体，本发明对此没有特别的限定，例如所述载体可以为无机氧化物载体。

根据本发明的一种优选实施方式，所述载体选自氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化硼、碱土金属氧化物、无定形硅铝、高岭土、硅藻土、珍珠岩和钙钛矿中的至少一种，进一步优选地，所述载体为氧化铝和/或二氧化钛。

当所述载体含有氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化硼、碱土金属氧化物、无定形硅铝、高岭土、硅藻土、珍珠岩和钙钛矿中的两种以上时，可以采用现有方法进行制备，例如，根据本发明的一种具体实施方式，可以将两种以上的载体和/或载体前驱体进行湿法球磨，然后加入粘结剂(例如可以为铝溶胶)，然后进行搅拌，得到催化剂载体混合物浆液，然后进行喷雾干燥、焙烧得到催化剂载体。

本发明对所述载体的形状没有特别的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行适当选择，例如，所述载体可以为球状、柱形、星形、条形、网状、片状、环状、带状和块状中的至少一种。

本发明对所述载体的来源没有特别的限定，既可以通过商购得到，也可以通过现有方法制备得到。当所述载体现有方法制备得到时，本发明对其制备方法没有特别的限定，例如，工业上可以通过挤条成型得到上述形状的载体，实验室可以通过采用特定形状的模具进行。

本发明中所述贵金属包括金、银和铂族金属(钌、铑、钯、锇、铱、铂)中的至少一种。根据本发明的一种优选实施方式，所述贵金属选自Au、Pt、Pd、Rh、Ru和Ag中的至少一种，更进一步优选为Au、Pt和Pd中的至少一种。

根据本发明，优选情况下，所述基质可以选自活性氧化物与稀土氧化物的固溶体、活性氧化物、分子筛中的至少一种。

在本发明中，所述活性氧化物可以选自活性氧化铝、氧化硅、无定形硅铝、氧化锆、氧化钛、氧化硼、氧化锡、氧化锑、氧化铅、氧化铋、氧化铬和碱土金属氧化物中的至少一种，进一步优选为氧化铝、氧化硅、无定形硅铝、氧化锆、氧化钛和碱土金属氧化物中的至少一种，更进一步优选为氧化锆。

在本发明中，所述分子筛可以选自拓扑结构为CHA的小孔结构的分子筛，优选地，所述分子筛选自SAPO-34、SSZ-12、SSZ-13和菱沸石中的至少一种，更进一步优选为SAPO-34。

根据本发明，所述活性氧化物与稀土氧化物的固溶体中的活性氧化物如上所述，在本发明中，优选地，所述活性氧化物与稀土氧化物的固溶体中的稀土氧化物选自氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷和氧化钐中的至少一种，进一步优选为氧化镧和/或氧化铈，更优选为氧化铈。

根据本发明的一种优选实施方式，所述活性氧化物与稀土氧化物的固溶体为氧化锆与二氧化铈的固溶体、氧化锡与氧化镧的固溶体、氧化铅与氧化钕的固溶体中的至少一种，更进一步优选为氧化锆与氧化铈的固溶体。所述活性氧化物与稀土氧化物的固溶体中，以活性氧化物与稀土氧化物的固溶体的总量为基准，活性氧化物的含量为20-80重量％，优选为50-70重量％，稀土氧化物的含量为20-80重量％，优选为30-50重量％。

本发明对所述活性氧化物与稀土氧化物的固溶体没有特别的限定，可以通过本领域常规方法制备得到，例如可以采用共沉淀法制备得到。

根据本发明的一种具体实施方式，氧化锆与氧化铈的固溶体可以通过将二氧化铈、ZrOCl₂以及水混合，然后在40-60℃下，滴加共沉淀剂(例如，可以为氨水)，调节pH值至8-11，然后于80-100℃下水浴老化1-5h，然后进行洗涤、过滤即可得到氧化锆与二氧化铈的固溶体。

本发明还提供了一种废气处理催化剂的制备方法，该方法包括：

(1)将基质和水打浆并研磨，得到基质浆液，然后与硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶混合，得到第一浆液；

(2)用所述第一浆液浸泡载体并进行第一干燥以在所述载体表面形成基质涂层，得到半成品催化剂；

(3)采用含有含贵金属的化合物的溶液浸渍所述半成品催化剂，然后进行第二干燥和第二焙烧以得到分布在载体表面的活性组分涂层。

本发明还提供了一种废气处理催化剂的制备方法，该方法包括：

(1)将基质和水打浆并研磨，得到基质浆液，然后与硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶混合，得到第一浆液；

(2)向所述第一浆液中加入含贵金属的化合物，得到第二浆液；

(3)用所述第二浆液浸泡载体，然后进行第二干燥和第二焙烧以得到分布在载体表面的活性组分涂层。

本发明上述的催化剂制备方法，在得到所述第一浆液后，可以加入含贵金属的化合物得到第二浆液，然后对载体进行浸泡，进而制得废气处理催化剂，另外，也可以将所述第一浆液直接浸泡载体，然后进行干燥，然后采用含有含贵金属的化合物的溶液浸渍所述半成品催化剂，进而制得废气处理催化剂。为了更进一步提高贵金属的利用率，优选采用含有含贵金属的化合物的溶液浸渍所述半成品催化剂，进而制得废气处理催化剂的方式。

本发明对步骤(1)研磨的条件没有特别的限定，优选地将基质研磨至指定颗粒。根据本发明的一种优选实施方式，所述基质浆液中，基质的颗粒直径d₉₀为1-10微米，进一步优选为7-10微米。

根据本发明的一种优选实施方式，所述基质浆液中，基质的固含量为15-50重量％，进一步优选为35-45重量％。

根据本发明的一种优选实施方式，所述硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶的制法包括：将纳米钛溶胶加水打浆，得到浆液，将所述浆液和硅烷偶联剂混合。其中所述混合的方式、硅烷偶联剂的种类、纳米钛溶胶的固含量、TiO₂颗粒的平均粒径、浆液的固含量、硅烷偶联剂与纳米钛溶胶的重量比同上述含钛粘结剂的制备方法，本发明在此不再赘述。

所述基质的种类如上所述，本发明在此不再赘述。

本发明对所述基质和硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶的用量选择范围较宽，优选地，以干基计的硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶和基质的质量比为(0.5-8)：100，优选为(1-5.5)：100。

根据本发明，制备得到第一浆液后，可以通过以下方法得到所述废气处理催化剂。

方法一：用所述第一浆液浸泡载体并进行第一干燥以在所述载体表面形成基质涂层，得到半成品催化剂。本发明对所述浸泡的方法没有特别的限定，可以按照本领域常规技术手段进行，只要能够在载体上形成特定量的基质涂层即可。用所述第一浆液浸泡载体，然后进行第一干燥后，可以对得到的产物进行称重，重量的增加可认为是负载的组分，当采用一次浸泡、一次干燥，得到的产物没有得到预期的组分上量，那么所述浸泡和干燥可以进行多次，直到载体上负载特定量的组分。第一干燥的条件可以包括：室温-150℃，优选90-130℃，干燥时间在0.5h以上，优选为1-10h。然后采用含有含贵金属的化合物的溶液浸渍所述半成品催化剂，然后进行第二干燥和第二焙烧以得到分布在载体表面的活性组分涂层。所述浸渍可以为等体积浸渍，也可以为过饱和浸渍，只要引入指定量的贵金属即可，优选为等体积浸渍。其中，所述含贵金属的化合物可以选自含贵金属的可溶性盐，优选地，选自HAuCl₃、Pt(NO₃)₂、H₂PtCl₆、(NH₄)₂PtCl₄、Pd(NO₃)₂、(NH₄)₃RhCl₆、RhCl₃、H₂IrCl₆和亚硝酰硝酸钌中的至少一种，更进一步优选为HAuCl₃、Pt(NO₃)₂和Pd(NO₃)₂中的至少一种。所述第二干燥的条件可以与第一干燥的条件相同，所述第二焙烧的条件可以包括：温度为200-300℃，时间为1-10h，优选地，温度为230-270℃，时间为3-8h。所述第二焙烧只要将含贵金属的化合物分解或还原为贵金属单质即可，例如，可以在含氢气氛下进行，也可以通过在紫外线照射然后抽真空，本领域技术人员可以根据相应的含贵金属的化合物来进行适当选择。所述含氢气氛可以是氢气与惰性气体(如氮气、氦气和氩气中的至少一种)的混合气氛，也可以为纯氢气气氛，优选为纯氢气气氛。

方法二：向所述第一浆液中加入含贵金属的化合物，得到第二浆液，用所述第二浆液浸泡载体，然后进行第二干燥和第二焙烧以得到分布在载体表面的活性组分涂层。所述含贵金属的化合物的选择如方法一所述。采用第二浆液浸泡载体的操作可以按照本领域常规技术手段进行，只要能够在载体上负载特定量的组分即可。用所述第二浆液浸泡载体，然后进行第二干燥后，可以对得到的产物进行称重，重量的增加可认为是负载的组分，当采用一次浸泡、一次干燥，得到的产物没有得到预期的组分上量，那么所述浸泡和干燥可以进行多次，直到载体上负载特定量的组分，然后进行所述第二焙烧。所述第二干燥和第二焙烧的条件可以与方法一中第二干燥和第二焙烧的条件选择范围相同。

根据本发明提供的方法，优选地，所述含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-4重量％，优选为0.01-0.5重量％，更进一步优选为0.01-0.1重量％。

根据本发明提供的方法，所述载体的选择如上文所述，在此不再赘述。

根据本发明的一种优选实施方式，所述第一浆液、载体以及含贵金属的化合物的用量使得，制得的催化剂中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为5-50重量％，优选为10-40重量％，更进一步优选为10-20重量％。

本发明还提供了上述制备方法制得的废气处理催化剂。

本发明提供的废气处理催化剂适合多种工况条件，具有催化效率高、抗毒能力强、使用周期长和强度好等优势。将该催化剂用于处理废气(工业废气)可以达到安全无毒无污染排放标准的要求。

本发明还提供一种废气催化氧化处理方法，该方法包括：在催化氧化条件下，将含有可燃气体的废气与催化剂接触，其中，所述催化剂为本发明提供的上述催化剂。

本发明提供的催化剂可以处理可燃气体含量较宽的废气，所述废气中，可燃气体的含量可以为ppm级，也可以为较大含量。有些情况下，当废气中可燃气体含量较高时，可能会对其进行回收利用。

根据本发明，优选地，所述可燃气体的含量为0.001-20体积％，优选为1-15体积％，进一步优选为12-15体积％。

本发明中，所述可燃气体可以为本领域常规的需要处理的气体，例如，可燃气可以选自C₁-C₄的烃、C₁-C₄的杂原子烃、氢气和C₆-C₈的芳香烃中的至少一种所述。

所述C₁-C₄的烃可以为烷烃和/或烯烃；所述C₁-C₄的杂原子烃中的杂原子可以为氧原子。

本发明中，以可燃气体为氢气、甲醛、甲苯以及CO中的至少一种为示例说明本发明提供的催化剂的优异效果，本发明所述可燃气体包括但不限于氢气、甲醛、甲苯以及CO中的至少一种。

其中，废气中的氢气可以转化为水；一氧化碳转化为二氧化碳；甲醛、甲苯转化为水和二氧化碳。

根据本发明提供的方法，为了提供可燃气体氧化所需要的氧气，当所述废气中含有氧气时，可以不需要额外提供含氧气体。当所述废气中不含有氧气时，可以额外提供含氧气体，本领域技术人员可以根据实际情况进行适当选择。

所述含氧气体是为了提供不可直排气体燃烧所需要的氧气，所述含氧气体可以为空气。

本发明对所述催化氧化的条件选择范围较宽，优选地，所述催化氧化的条件包括：温度为20-350℃，压力为80-120kPa，废气的体积空速为1000-100000h^-1。

理论上温度越高，越有利于不可直排气体的转化，但为了节约能耗，需要将所述催化氧化控制在较低温度下进行，而本发明提供的催化剂即使在较低温度下也能够将所述可燃气体完全转化。

根据本发明的一种具体实施方式，所述催化氧化的条件包括：温度为20-150℃，压力为常压，废气的体积空速为20000-40000h^-1。

本发明中，涉及的压力均以表压表示。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。催化剂的组成采用X射线荧光光谱分析方法测得。

实施例1

(1)改性纳米钛溶胶的制备

将固含量20重量％的纳米钛溶胶(购自宣城晶瑞新材料有限公司，TiO₂颗粒的平均粒径为50nm)加水打浆，得到固含量为10重量％的浆液，向所述浆液中加入(相对于100重量份的浆液，速度为0.5g重量份/min)KH-550(美国道康宁公司，AR)，KH-550的加入量为以二氧化钛计的纳米钛溶胶重量的20％，继续搅拌(速率为1200r/min)30min，将得到的混合物移至四口烧瓶中，在80℃下反应2小时，得到硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶。

(2)第一浆液的制备

将干基50克SAPO-34分子筛(南京先丰纳米材料科技有限公司，CAS号：12173-28-3，SSA大于550m²/g，孔体积为0.27m³/g)与87克去离子水混合，湿法球磨得到分子筛浆液，分子筛颗粒直径d₉₀为10微米，固含量为36重量％，然后向分子筛浆液中加入14g上述硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶，继续湿法球磨60分钟，得到第一浆液。

(3)载体的制备

将50克Al₂O₃(中国铝业有限公司，AR)与50克去离子水混合，湿法球磨成氧化铝浆液，其固含量为50重量％，搅拌10分钟，加入聚乙二醇溶液(聚乙二醇的含量为2重量％)1.5克，搅拌20分钟得到催化剂载体混合物浆液。将催化剂载体混合物浆液倒入条形形状的注塑模具之中，在120℃下干燥5小时，然后在500℃下焙烧5小时，得到催化剂载体。

(4)半成品催化剂的制备

采用步骤(2)得到的第一浆液浸泡步骤(3)得到的催化剂载体，充分吸收浆液后，于120℃下干燥5小时，取出称重，重复进行所述浸泡和干燥，直至达到载体10重量％的上量，得到半成品催化剂；

(5)取Pt(NO₃)₂(国药集团，AR)0.008g，溶于30g水中，搅拌均匀，得到含有含贵金属的化合物的溶液，采用其浸渍步骤(4)得到的半成品催化剂，完全吸收后，120℃下干燥5小时，氢气气氛250℃下焙烧5小时。得到废气处理催化剂S-1，S-1的组成列于表1。

(6)废气催化氧化处理

将以活性组分涂层计的5.21克废气处理催化剂S-1装入固定床反应器，向固定床反应器中通入模拟废气(含氢气2.4体积％，一氧化碳9.2体积％，甲苯0.5体积％，余量为空气)，其中，废气的体积空速(相对于活性组分涂层)为20000h^-1，反应温度为常温(25℃)，反应压力为常压(101.325kPa)，通过色谱分析反应后得到的气体，反应结果：氢气、一氧化碳和甲苯转化为可直排气体，氢气的转化率为100体积％，一氧化碳的转化率为100体积％，甲苯的转化率为100体积％。

对比例1

按照实施例1的方法，不同的是，步骤(1)中，不对纳米钛溶胶进行改性，而在步骤(2)中直接向分子筛浆液中加入15g实施例1步骤(1)所述的固含量10重量％的浆液。得到废气处理催化剂D-1，D-1的组成列于表1。按照实施例1步骤(6)进行废气催化氧化处理，通过色谱分析反应后得到的气体，反应结果：氢气的转化率为100体积％，一氧化碳的转化率为100体积％，甲苯的转化率为100体积％。当未对纳米钛溶胶进行改性时，可燃气体虽然也能够转化，但是，通过冲刷实验证明，该催化剂的稳定性较差，冲刷实验数据见表2-4。

实施例2

(1)改性纳米钛溶胶的制备

将固含量30重量％的纳米钛溶胶(购自宣城晶瑞新材料有限公司，TiO₂颗粒的平均粒径为70nm)加水打浆，得到固含量为10重量％的浆液，向所述浆液中滴加(相对于100重量份的浆液，速度为0.8g重量份/min)KH-560(美国道康宁公司，AR)，KH-560的加入量为以二氧化钛计的纳米钛溶胶重量的15％，继续搅拌(速率为1600r/min)30min，将得到的混合物移至四口烧瓶中，在60℃下反应7小时，得到硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶。

(2)第一浆液的制备

将干基50克ZrO₂(国药集团，AR)与112克去离子水混合，湿法球磨得到氧化锆浆液，氧化锆颗粒直径d₉₀为10微米，固含量为30.8重量％，然后向分子筛浆液中加入14克上述硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶，继续湿法球磨60分钟，得到第一浆液。

(3)载体的制备

将25克TiO₂(国药集团，AR)、25克Al₂O₃与50克去离子水混合，湿法球磨成混合浆液，固含量为50重量％，搅拌10分钟，加入22.7g铝溶胶(含氧化铝22重量％，购自中石化催化剂齐鲁分公司)，搅拌20分钟得到催化剂载体混合物浆液。将催化剂载体混合物浆液喷雾干燥，得到粒径为0.05-0.2mm的颗粒，然后于550℃下焙烧5小时，得到催化剂载体微球。

(4)半成品催化剂的制备

采用步骤(2)得到的第一浆液浸泡步骤(3)得到的催化剂载体微球，充分吸收浆液后，于120℃下干燥5小时，取出称重，重复进行所述浸泡和干燥，直至达到载体20重量％的上量，得到半成品催化剂；

(5)取Pd(NO₃)₂(国药集团，AR)0.002g，溶于25g水中，搅拌均匀，得到含有含贵金属的化合物的溶液，采用其浸渍步骤(4)得到的半成品催化剂，完全吸收后，120℃下干燥5小时，氢气气氛250℃下焙烧5小时。得到废气处理催化剂S-2，S-2的组成列于表1。

(6)废气催化氧化处理

将以活性组分涂层计的10.78克废气处理催化剂S-2装入固定床反应器，向固定床反应器中通入废气(含氢气3.4体积％，一氧化碳7.8体积％，甲苯0.8体积％，余量为空气)，其中，废气的体积空速(相对于活性组分涂层)为20000h^-1，反应温度为常温(25℃)，反应压力为常压(101.325kPa)，通过色谱分析反应后得到的气体，反应结果：氢气、一氧化碳和甲苯转化为可直排气体，氢气的转化率为100体积％，一氧化碳的转化率为100体积％，甲苯的转化率为100体积％。

实施例3

(1)改性纳米钛溶胶的制备

将固含量20重量％的纳米钛溶胶(购自宣城晶瑞新材料有限公司，TiO₂颗粒的平均粒径为80nm)加水打浆，得到固含量为10重量％的浆液，向所述浆液中滴加(相对于100重量份的浆液，速度为1重量份/min)KH-570(美国道康宁公司，AR)，KH-570的加入量为以二氧化钛计的纳米钛溶胶重量的35％，继续搅拌(速率为1500r/min)30min，将得到的混合物移至四口烧瓶中，在70℃下反应4小时，得到硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶。

(2)第一浆液的制备

将21.44克二氧化铈(国药集团，AR)加入60g脱阳离子水中，然后加入18.56克ZrOCl₂·8H₂O，搅拌10分钟，然后倒入三口烧瓶中加热至50℃并保持恒温，向三口烧瓶中滴加57.64克氨水，直至pH值为10左右，将三口烧瓶转移到80℃恒温水浴中老化1h，之后真空抽滤一次，用去离子水洗涤两次并真空抽滤，得到沉淀滤饼(活性氧化物与稀土氧化物的固溶体)。取40克拟薄水铝石(中国铝业有限公司，固含量12重量％)和292g去离子水，用均质器打浆至均匀，然后滴加6.84克HCl(质量含量为50重量％，国药集团浓盐酸，AR)，至胶溶状态，pH值为2.4-3.0，再向其中加入沉淀滤饼，混合搅拌30min，120℃烘干5h，650℃焙烧4h，得到基质。

取50克基质研磨成粉末，然后加入112克去离子水，湿法球磨成浆液，浆液中分子筛颗粒直径d₉₀为7微米，然后加入23克上述步骤(1)硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶，继续湿法球磨60分钟，得到第一浆液。

(3)载体的制备

同实施例2；

(4)采用步骤(2)得到的第一浆液浸泡步骤(3)得到的催化剂载体微球，充分吸收浆液后，于120℃下干燥5小时，取出称重，重复进行所述浸泡和干燥，直至达到载体15重量％的上量，得到半成品催化剂；

(5)取HAuCl₃(国药集团，AR)0.005g，溶于25g水中，搅拌均匀，得到含有含贵金属的化合物的溶液，采用其浸渍步骤(4)得到的半成品催化剂，完全吸收后，120℃下干燥5小时，紫外线照射250℃下抽真空焙烧5小时。得到废气处理催化剂S-3，S-3的组成列于表1。

(6)废气催化氧化处理

将以活性组分涂层计的10.67克废气处理催化剂S-3装入固定床反应器，向固定床反应器中通入废气(含氢气2.8体积％，一氧化碳10.3体积％，甲醛1体积％，甲苯0.6体积％，余量为空气)，废气的体积空速(相对于活性组分涂层)为40000h^-1，反应温度为常温(25℃)，反应压力为常压(101.325kPa)，通过色谱分析反应后得到的气体，反应结果：氢气、一氧化碳、甲醛和甲苯转化为可直排气体，氢气的转化率为100体积％，一氧化碳的转化率为100体积％，甲醛的转化率为100体积％，甲苯的转化率为100体积％。

实施例4

按照实施例1的方法，不同的是，向步骤(2)中的第一浆液中加入0.008克的Pt(NO₃)₂，得到第二浆液；采用步骤(2)得到的第二浆液浸泡步骤(3)得到的催化剂载体，充分吸收浆液后，于120℃下干燥5小时，取出称重，重复进行所述浸泡和干燥，直至达到载体10重量％的上量，然后在氢气气氛250℃下焙烧5小时。得到废气处理催化剂S-4，S-4的组成列于表1。

按照实施例1所述的方法进行废气催化氧化处理，反应结果：氢气、一氧化碳和甲苯转化为可直排气体，氢气的转化率为100体积％，一氧化碳的转化率为100体积％，甲苯的转化率为100体积％。

实施例5

按照实施例1的方法，不同的是，步骤(4)中半成品催化剂的制备过程中，采用步骤(2)得到的第一浆液浸泡步骤(3)得到的催化剂载体，充分吸收浆液后，于120℃下干燥5小时，取出称重，重复进行所述浸泡和干燥，直至达到载体5重量％的上量。得到废气处理催化剂S-5，S-5的组成列于表1。

按照实施例1所述的方法进行废气催化氧化处理，反应结果：氢气、一氧化碳和甲苯转化为可直排气体，氢气的转化率为100体积％，一氧化碳的转化率为100体积％，甲苯的转化率为100体积％。

实施例6

按照实施例1的方法，不同的是，步骤(2)中硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶加入的量为7克。得到废气处理催化剂S-6，S-6的组成列于表1。

按照实施例1所述的方法进行废气催化氧化处理，反应结果：氢气、一氧化碳和甲苯转化为可直排气体，氢气的转化率为100体积％，一氧化碳的转化率为100体积％，甲苯的转化率为100体积％。

表1中，活性组分涂层的含量以催化剂的总重量为基准，贵金属、基质和改性粘结剂的含量以活性组分涂层的总重量为基准。各组分的含量通过投料计算得到。

表1

试验例

本试验例用于对本发明提供的催化剂的耐水气冲刷性能进行测试。取CN1986035B中实施例1所制得的催化剂作为对比例2，所述测试分为三组，第一组采用单纯空气对催化剂进行冲刷，空气流速为130L/min；第二组采用单纯水蒸气对催化剂进行冲刷，水蒸气流速为130L/min；第二组采用空气和水蒸气混合气对催化剂进行冲刷，空气流速和水蒸气流速均为65L/min。冲刷测试在温度为110℃下，分别进行100h、500h、1000h。

得出的结果分别列于表2、表3和表4中。表2为单纯空气冲刷评价结果；表3为单纯水蒸气冲刷评价结果；表4为水蒸气与空气冲刷评价结果。

表2、表3和表4中，活性组分留存率r＝(1-(m0-m2)/m1)×100％

其中，冲刷实验前的催化剂重量记做m0，活性组分涂层重量记做m1，冲刷实验过后的催化剂重量记做m2。

表2单纯空气冲刷评价活性组分留存率结果

表3单纯水蒸气冲刷评价活性组分留存率结果

表4水蒸气与空气冲刷评价活性组分留存率结果

从上述实施例和对比例1结果可以看出，本发明提供的催化剂包括载体和分布在载体表面的活性组分涂层，所述活性组分涂层含有贵金属、基质和含钛粘结剂，采用本发明提供的催化剂可以将废气中的可燃气体转化为可直排气体。从表2-表4结果可以看出，本发明提供的催化剂强度好、耐水气冲刷能力较强，冲刷实验进行500小时，活性组分留存率r保持在97％以上，冲刷实验进行1000小时，活性组分留存率r仍能够达到90％以上。

试验例2

本试验例用于对实施例和对比例提供的催化剂的稳定性进行评价。具体地，将上述经过1000h水蒸气和空气冲刷实验的实施例和对比例得到的催化剂进行评价，具体评价条件同实施例1步骤(6)，不同的是，模拟废气组成为：氢气2.8体积％，一氧化碳10.3体积％，甲醛1体积％，余量为空气。反应进行50h、100h、500h时反应结果列于表5中。

表5

从表5数据可以看出，本发明提供的催化剂经过1000h水蒸气和空气冲刷实验后，废气中可燃气体转化率明显高于现有技术提供的催化剂。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (93)

1.一种废气处理催化剂，该催化剂包括：载体和分布在载体表面的活性组分涂层，以所述活性组分涂层的总重量为基准，所述活性组分涂层含有0.005-4重量％的贵金属、86-99.5重量％的基质和0.4-10重量％的含钛粘结剂，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为5-50重量％；

所述含钛粘结剂含有硅烷偶联剂以及二氧化钛。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，硅烷偶联剂与二氧化钛的重量比为(10-50)：100。

3.根据权利要求2所述的催化剂，其中，硅烷偶联剂与二氧化钛的重量比为(10-35)：100。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的催化剂，其中，所述含钛粘结剂通过包括下述步骤的制备方法制得：将纳米钛溶胶加水打浆，得到浆液，将所述浆液和硅烷偶联剂混合。

5.根据权利要求4所述的催化剂，其中，

所述混合的方式包括：在搅拌条件下，将硅烷偶联剂加入所述浆液，然后于40-90℃下放置1-10小时；

和/或，所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；

和/或，所述纳米钛溶胶的固含量为10-50重量％；

和/或，所述纳米钛溶胶中TiO₂颗粒的平均粒径为1-200nm。

6.根据权利要求5所述的催化剂，其中，所述纳米钛溶胶中TiO₂颗粒的平均粒径为50-100nm。

7.根据权利要求4所述的催化剂，其中，所述浆液的固含量为5-40重量％；

和/或，硅烷偶联剂与以二氧化钛计的纳米钛溶胶的重量比为(10-50)：100。

8.根据权利要求7所述的催化剂，其中，所述浆液的固含量为10-35重量％；

和/或，硅烷偶联剂与以二氧化钛计的纳米钛溶胶的重量比为(10-35)：100。

9.根据权利要求5或6所述的催化剂，其中，所述浆液的固含量为5-50重量％；

和/或，硅烷偶联剂与以二氧化钛计的纳米钛溶胶的重量比为(10-50)：100。

10.根据权利要求9所述的催化剂，其中，所述浆液的固含量为10-35重量％；

和/或，硅烷偶联剂与以二氧化钛计的纳米钛溶胶的重量比为(10-35)：100。

11.根据权利要求1-3、5-8、10中任意一项所述的催化剂，其中，以所述活性组分涂层的总重量为基准，所述活性组分涂层含有0.01-0.5重量％的贵金属、91.5-99重量％的基质和0.5-8重量％的含钛粘结剂；

和/或，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为10-40重量％。

12.根据权利要求4所述的催化剂，其中，以所述活性组分涂层的总重量为基准，所述活性组分涂层含有0.01-0.5重量％的贵金属、91.5-99重量％的基质和0.5-8重量％的含钛粘结剂；

和/或，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为10-40重量％。

13.根据权利要求9所述的催化剂，其中，以所述活性组分涂层的总重量为基准，所述活性组分涂层含有0.01-0.5重量％的贵金属、91.5-99重量％的基质和0.5-8重量％的含钛粘结剂；

和/或，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为10-40重量％。

14.根据权利要求1-3、5-8、10、12-13中任意一项所述的催化剂，其中，所述载体选自氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化硼、碱土金属氧化物、无定形硅铝、高岭土、硅藻土、珍珠岩和钙钛矿中的至少一种；所述贵金属选自Au、Pt、Pd、Rh、Ru和Ag中的至少一种；所述基质选自活性氧化物与稀土氧化物的固溶体、活性氧化物、分子筛中的至少一种。

15.根据权利要求14所述的催化剂，其中，

所述活性氧化物选自活性氧化铝、氧化硅、无定形硅铝、氧化锆、氧化钛、氧化硼、氧化锡、氧化锑、氧化铅、氧化铋、氧化铬和碱土金属氧化物中的至少一种；

和/或，所述分子筛选自SAPO-34、SSZ-12、SSZ-13和菱沸石中的至少一种；

和/或，所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷和氧化钐中的至少一种；

和/或，所述活性氧化物与稀土氧化物的固溶体为氧化锆与氧化铈的固溶体、氧化锡与氧化镧的固溶体、氧化铅与氧化钕的固溶体中的至少一种；

和/或，以活性氧化物与稀土氧化物的固溶体的总量为基准，活性氧化物的含量为20-80重量％。

16.根据权利要求15所述的催化剂，其中，以活性氧化物与稀土氧化物的固溶体的总量为基准，活性氧化物的含量为50-70重量％。

17.根据权利要求4所述的催化剂，其中，所述载体选自氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化硼、碱土金属氧化物、无定形硅铝、高岭土、硅藻土、珍珠岩和钙钛矿中的至少一种；所述贵金属选自Au、Pt、Pd、Rh、Ru和Ag中的至少一种；所述基质选自活性氧化物与稀土氧化物的固溶体、活性氧化物、分子筛中的至少一种。

18.根据权利要求17所述的催化剂，其中，

所述活性氧化物选自活性氧化铝、氧化硅、无定形硅铝、氧化锆、氧化钛、氧化硼、氧化锡、氧化锑、氧化铅、氧化铋、氧化铬和碱土金属氧化物中的至少一种；

和/或，所述分子筛选自SAPO-34、SSZ-12、SSZ-13和菱沸石中的至少一种；

和/或，所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷和氧化钐中的至少一种；

和/或，所述活性氧化物与稀土氧化物的固溶体为氧化锆与氧化铈的固溶体、氧化锡与氧化镧的固溶体、氧化铅与氧化钕的固溶体中的至少一种；

和/或，以活性氧化物与稀土氧化物的固溶体的总量为基准，活性氧化物的含量为20-80重量％。

19.根据权利要求18所述的催化剂，其中，以活性氧化物与稀土氧化物的固溶体的总量为基准，活性氧化物的含量为50-70重量％。

20.根据权利要求9所述的催化剂，其中，所述载体选自氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化硼、碱土金属氧化物、无定形硅铝、高岭土、硅藻土、珍珠岩和钙钛矿中的至少一种；所述贵金属选自Au、Pt、Pd、Rh、Ru和Ag中的至少一种；所述基质选自活性氧化物与稀土氧化物的固溶体、活性氧化物、分子筛中的至少一种。

21.根据权利要求20所述的催化剂，其中，

所述活性氧化物选自活性氧化铝、氧化硅、无定形硅铝、氧化锆、氧化钛、氧化硼、氧化锡、氧化锑、氧化铅、氧化铋、氧化铬和碱土金属氧化物中的至少一种；

和/或，所述分子筛选自SAPO-34、SSZ-12、SSZ-13和菱沸石中的至少一种；

和/或，所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷和氧化钐中的至少一种；

和/或，所述活性氧化物与稀土氧化物的固溶体为氧化锆与氧化铈的固溶体、氧化锡与氧化镧的固溶体、氧化铅与氧化钕的固溶体中的至少一种；

和/或，以活性氧化物与稀土氧化物的固溶体的总量为基准，活性氧化物的含量为20-80重量％。

22.根据权利要求21所述的催化剂，其中，以活性氧化物与稀土氧化物的固溶体的总量为基准，活性氧化物的含量为50-70重量％。

23.根据权利要求11所述的催化剂，其中，所述载体选自氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化硼、碱土金属氧化物、无定形硅铝、高岭土、硅藻土、珍珠岩和钙钛矿中的至少一种；所述贵金属选自Au、Pt、Pd、Rh、Ru和Ag中的至少一种；所述基质选自活性氧化物与稀土氧化物的固溶体、活性氧化物、分子筛中的至少一种。

24.根据权利要求23所述的催化剂，其中，

所述活性氧化物选自活性氧化铝、氧化硅、无定形硅铝、氧化锆、氧化钛、氧化硼、氧化锡、氧化锑、氧化铅、氧化铋、氧化铬和碱土金属氧化物中的至少一种；

和/或，所述分子筛选自SAPO-34、SSZ-12、SSZ-13和菱沸石中的至少一种；

和/或，所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷和氧化钐中的至少一种；

和/或，所述活性氧化物与稀土氧化物的固溶体为氧化锆与氧化铈的固溶体、氧化锡与氧化镧的固溶体、氧化铅与氧化钕的固溶体中的至少一种；

和/或，以活性氧化物与稀土氧化物的固溶体的总量为基准，活性氧化物的含量为20-80重量％。

25.根据权利要求24所述的催化剂，其中，以活性氧化物与稀土氧化物的固溶体的总量为基准，活性氧化物的含量为50-70重量％。

26.一种废气处理催化剂的制备方法，该方法包括：

(1)将基质和水打浆并研磨，得到基质浆液，然后与硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶混合，得到第一浆液；

(2)用所述第一浆液浸泡载体并进行第一干燥以在所述载体表面形成基质涂层，得到半成品催化剂；

(3)采用含有含贵金属的化合物的溶液浸渍所述半成品催化剂，然后进行第二干燥和第二焙烧以得到分布在载体表面的活性组分涂层。

27.一种废气处理催化剂的制备方法，该方法包括：

(1)将基质和水打浆并研磨，得到基质浆液，然后与硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶混合，得到第一浆液；

(2)向所述第一浆液中加入含贵金属的化合物，得到第二浆液；

(3)用所述第二浆液浸泡载体，然后进行第二干燥和第二焙烧以得到分布在载体表面的活性组分涂层。

28.根据权利要求26或27的制备方法，其中，所述基质浆液中，基质的颗粒直径d₉₀为1-10微米，基质的固含量为15-50重量％。

29.根据权利要求26或27的制备方法，其中，所述硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶的制法包括：将纳米钛溶胶加水打浆，得到浆液，将所述浆液和硅烷偶联剂混合。

30.根据权利要求29所述的制备方法，其中，

所述混合的方式包括：在搅拌条件下，将硅烷偶联剂加入所述浆液，然后于40-90℃下放置1-10小时；

和/或，所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种；

和/或，所述纳米钛溶胶的固含量为10-50重量％；

和/或，所述纳米钛溶胶中TiO₂颗粒的平均粒径为1-200nm；

和/或，所述浆液的固含量为5-40重量％；

和/或，硅烷偶联剂与以二氧化钛计的纳米钛溶胶的重量比为(10-50)：100。

31.根据权利要求30所述的制备方法，其中，

所述纳米钛溶胶中TiO₂颗粒的平均粒径为50-100nm；

所述浆液的固含量为10-35重量％；

硅烷偶联剂与以二氧化钛计的纳米钛溶胶的重量比为(10-35)：100。

32.根据权利要求26-27、30-31中任意一项所述的制备方法，其中，所述载体选自氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化硼、碱土金属氧化物、无定形硅铝、高岭土、硅藻土、珍珠岩和钙钛矿中的至少一种；所述基质选自活性氧化物与稀土氧化物的固溶体、活性氧化物、分子筛中的至少一种。

33.根据权利要求32所述的制备方法，其中，所述活性氧化物选自活性氧化铝、氧化硅、无定形硅铝、氧化锆、氧化钛、氧化硼、氧化锡、氧化锑、氧化铅、氧化铋、氧化铬和碱土金属氧化物中的至少一种；

和/或，所述分子筛选自SAPO-34、SSZ-12、SSZ-13和菱沸石中的至少一种；

和/或，所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷和氧化钐中的至少一种；

和/或，所述活性氧化物与稀土氧化物的固溶体为氧化锆与氧化铈的固溶体、氧化锡与氧化镧的固溶体、氧化铅与氧化钕的固溶体中的至少一种；

和/或，以活性氧化物与稀土氧化物的固溶体的总量为基准，活性氧化物的含量为20-80重量％。

34.根据权利要求33所述的制备方法，其中，以活性氧化物与稀土氧化物的固溶体的总量为基准，活性氧化物的含量为50-70重量％。

35.根据权利要求28所述的制备方法，其中，所述载体选自氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化硼、碱土金属氧化物、无定形硅铝、高岭土、硅藻土、珍珠岩和钙钛矿中的至少一种；所述基质选自活性氧化物与稀土氧化物的固溶体、活性氧化物、分子筛中的至少一种。

36.根据权利要求35所述的制备方法，其中，所述活性氧化物选自活性氧化铝、氧化硅、无定形硅铝、氧化锆、氧化钛、氧化硼、氧化锡、氧化锑、氧化铅、氧化铋、氧化铬和碱土金属氧化物中的至少一种；

和/或，所述分子筛选自SAPO-34、SSZ-12、SSZ-13和菱沸石中的至少一种；

和/或，所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷和氧化钐中的至少一种；

和/或，所述活性氧化物与稀土氧化物的固溶体为氧化锆与氧化铈的固溶体、氧化锡与氧化镧的固溶体、氧化铅与氧化钕的固溶体中的至少一种；

和/或，以活性氧化物与稀土氧化物的固溶体的总量为基准，活性氧化物的含量为20-80重量％。

37.根据权利要求36所述的制备方法，其中，以活性氧化物与稀土氧化物的固溶体的总量为基准，活性氧化物的含量为50-70重量％。

38.根据权利要求29所述的制备方法，其中，所述载体选自氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化硼、碱土金属氧化物、无定形硅铝、高岭土、硅藻土、珍珠岩和钙钛矿中的至少一种；所述基质选自活性氧化物与稀土氧化物的固溶体、活性氧化物、分子筛中的至少一种。

39.根据权利要求38所述的制备方法，其中，所述活性氧化物选自活性氧化铝、氧化硅、无定形硅铝、氧化锆、氧化钛、氧化硼、氧化锡、氧化锑、氧化铅、氧化铋、氧化铬和碱土金属氧化物中的至少一种；

和/或，所述分子筛选自SAPO-34、SSZ-12、SSZ-13和菱沸石中的至少一种；

和/或，所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷和氧化钐中的至少一种；

和/或，所述活性氧化物与稀土氧化物的固溶体为氧化锆与氧化铈的固溶体、氧化锡与氧化镧的固溶体、氧化铅与氧化钕的固溶体中的至少一种；

和/或，以活性氧化物与稀土氧化物的固溶体的总量为基准，活性氧化物的含量为20-80重量％。

40.根据权利要求39所述的制备方法，其中，以活性氧化物与稀土氧化物的固溶体的总量为基准，活性氧化物的含量为50-70重量％。

41.根据权利要求26-27、30-31、33-40中任意一项所述的制备方法，其中，以干基计的硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶和基质的质量比为(0.5-8)：100。

42.根据权利要求41所述的制备方法，其中，以干基计的硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶和基质的质量比为(1-5.5)：100。

43.根据权利要求28所述的制备方法，其中，以干基计的硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶和基质的质量比为(0.5-8)：100。

44.根据权利要求43所述的制备方法，其中，以干基计的硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶和基质的质量比为(1-5.5)：100。

45.根据权利要求29所述的制备方法，其中，以干基计的硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶和基质的质量比为(0.5-8)：100。

46.根据权利要求45所述的制备方法，其中，以干基计的硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶和基质的质量比为(1-5.5)：100。

47.根据权利要求32所述的制备方法，其中，以干基计的硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶和基质的质量比为(0.5-8)：100。

48.根据权利要求47所述的制备方法，其中，以干基计的硅烷偶联剂改性的纳米钛溶胶和基质的质量比为(1-5.5)：100。

49.根据权利要求26-27、30-31、33-40、42-48中任意一项所述的制备方法，其中，含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-4重量％；

和/或，贵金属选自Au、Pt、Pd、Rh、Ru和Ag中的至少一种；

和/或，所述含贵金属的化合物选自含贵金属的可溶性盐。

50.根据权利要求49所述的制备方法，其中，含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-0.5重量％；

和/或，所述含贵金属的化合物选自HAuCl₃、Pt(NO₃)₂、H₂PtCl₆、(NH₄)₂PtCl₄、Pd(NO₃)₂、(NH₄)₃RhCl₆、RhCl₃、H₂IrCl₆和亚硝酰硝酸钌中的至少一种。

51.根据权利要求50所述的制备方法，其中，含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-0.1重量％。

52.根据权利要求28所述的制备方法，其中，含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-4重量％；

和/或，贵金属选自Au、Pt、Pd、Rh、Ru和Ag中的至少一种；

和/或，所述含贵金属的化合物选自含贵金属的可溶性盐。

53.根据权利要求52所述的制备方法，其中，含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-0.5重量％；

和/或，所述含贵金属的化合物选自HAuCl₃、Pt(NO₃)₂、H₂PtCl₆、(NH₄)₂PtCl₄、Pd(NO₃)₂、(NH₄)₃RhCl₆、RhCl₃、H₂IrCl₆和亚硝酰硝酸钌中的至少一种。

54.根据权利要求53所述的制备方法，其中，含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-0.1重量％。

55.根据权利要求29所述的制备方法，其中，含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-4重量％；

和/或，贵金属选自Au、Pt、Pd、Rh、Ru和Ag中的至少一种；

和/或，所述含贵金属的化合物选自含贵金属的可溶性盐。

56.根据权利要求55所述的制备方法，其中，含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-0.5重量％；

和/或，所述含贵金属的化合物选自HAuCl₃、Pt(NO₃)₂、H₂PtCl₆、(NH₄)₂PtCl₄、Pd(NO₃)₂、(NH₄)₃RhCl₆、RhCl₃、H₂IrCl₆和亚硝酰硝酸钌中的至少一种。

57.根据权利要求56所述的制备方法，其中，含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-0.1重量％。

58.根据权利要求32所述的制备方法，其中，含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-4重量％；

和/或，贵金属选自Au、Pt、Pd、Rh、Ru和Ag中的至少一种；

和/或，所述含贵金属的化合物选自含贵金属的可溶性盐。

59.根据权利要求58所述的制备方法，其中，含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-0.5重量％；

和/或，所述含贵金属的化合物选自HAuCl₃、Pt(NO₃)₂、H₂PtCl₆、(NH₄)₂PtCl₄、Pd(NO₃)₂、(NH₄)₃RhCl₆、RhCl₃、H₂IrCl₆和亚硝酰硝酸钌中的至少一种。

60.根据权利要求59所述的制备方法，其中，含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-0.1重量％。

61.根据权利要求41所述的制备方法，其中，含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-4重量％；

和/或，贵金属选自Au、Pt、Pd、Rh、Ru和Ag中的至少一种；

和/或，所述含贵金属的化合物选自含贵金属的可溶性盐。

62.根据权利要求61所述的制备方法，其中，含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-0.5重量％；

和/或，所述含贵金属的化合物选自HAuCl₃、Pt(NO₃)₂、H₂PtCl₆、(NH₄)₂PtCl₄、Pd(NO₃)₂、(NH₄)₃RhCl₆、RhCl₃、H₂IrCl₆和亚硝酰硝酸钌中的至少一种。

63.根据权利要求62所述的制备方法，其中，含贵金属的化合物的用量使得，以所述活性组分涂层的总重量为基准，贵金属的含量为0.01-0.1重量％。

64.根据权利要求26-27、30-31、33-40、42-48、50-63中任意一项所述的制备方法，其中，所述第二焙烧的温度为200-300℃，所述第二焙烧的时间为1-10小时。

65.根据权利要求64所述的制备方法，其中，所述第二焙烧的温度为230-270℃，所述第二焙烧的时间为3-8小时。

66.根据权利要求28所述的制备方法，其中，所述第二焙烧的温度为200-300℃，所述第二焙烧的时间为1-10小时。

67.根据权利要求66所述的制备方法，其中，所述第二焙烧的温度为230-270℃，所述第二焙烧的时间为3-8小时。

68.根据权利要求29所述的制备方法，其中，所述第二焙烧的温度为200-300℃，所述第二焙烧的时间为1-10小时。

69.根据权利要求68所述的制备方法，其中，所述第二焙烧的温度为230-270℃，所述第二焙烧的时间为3-8小时。

70.根据权利要求32所述的制备方法，其中，所述第二焙烧的温度为200-300℃，所述第二焙烧的时间为1-10小时。

71.根据权利要求70所述的制备方法，其中，所述第二焙烧的温度为230-270℃，所述第二焙烧的时间为3-8小时。

72.根据权利要求41所述的制备方法，其中，所述第二焙烧的温度为200-300℃，所述第二焙烧的时间为1-10小时。

73.根据权利要求72所述的制备方法，其中，所述第二焙烧的温度为230-270℃，所述第二焙烧的时间为3-8小时。

74.根据权利要求49所述的制备方法，其中，所述第二焙烧的温度为200-300℃，所述第二焙烧的时间为1-10小时。

75.根据权利要求74所述的制备方法，其中，所述第二焙烧的温度为230-270℃，所述第二焙烧的时间为3-8小时。

76.根据权利要求26-27、30-31、33-40、42-48、50-63、65-75中任意一项所述的制备方法，其中，所述第一浆液、载体以及含贵金属的化合物的用量使得，制得的催化剂中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为5-50重量％。

77.根据权利要求76所述的制备方法，其中，所述第一浆液、载体以及含贵金属的化合物的用量使得，制得的催化剂中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为10-40重量％。

78.根据权利要求28所述的制备方法，其中，所述第一浆液、载体以及含贵金属的化合物的用量使得，制得的催化剂中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为5-50重量％。

79.根据权利要求78所述的制备方法，其中，所述第一浆液、载体以及含贵金属的化合物的用量使得，制得的催化剂中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为10-40重量％。

80.根据权利要求29所述的制备方法，其中，所述第一浆液、载体以及含贵金属的化合物的用量使得，制得的催化剂中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为5-50重量％。

81.根据权利要求80所述的制备方法，其中，所述第一浆液、载体以及含贵金属的化合物的用量使得，制得的催化剂中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为10-40重量％。

82.根据权利要求32所述的制备方法，其中，所述第一浆液、载体以及含贵金属的化合物的用量使得，制得的催化剂中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为5-50重量％。

83.根据权利要求82所述的制备方法，其中，所述第一浆液、载体以及含贵金属的化合物的用量使得，制得的催化剂中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为10-40重量％。

84.根据权利要求41所述的制备方法，其中，所述第一浆液、载体以及含贵金属的化合物的用量使得，制得的催化剂中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为5-50重量％。

85.根据权利要求84所述的制备方法，其中，所述第一浆液、载体以及含贵金属的化合物的用量使得，制得的催化剂中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为10-40重量％。

86.根据权利要求49所述的制备方法，其中，所述第一浆液、载体以及含贵金属的化合物的用量使得，制得的催化剂中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为5-50重量％。

87.根据权利要求86所述的制备方法，其中，所述第一浆液、载体以及含贵金属的化合物的用量使得，制得的催化剂中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为10-40重量％。

88.根据权利要求64所述的制备方法，其中，所述第一浆液、载体以及含贵金属的化合物的用量使得，制得的催化剂中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为5-50重量％。

89.根据权利要求88所述的制备方法，其中，所述第一浆液、载体以及含贵金属的化合物的用量使得，制得的催化剂中，以所述催化剂的总重量为基准，所述活性组分涂层的含量为10-40重量％。

90.权利要求26-89中任意一项所述的制备方法制得的废气处理催化剂。

91.一种废气催化氧化处理方法，该方法包括：在催化氧化条件下，将含有可燃气体的废气与催化剂接触，其中，所述催化剂为权利要求1-25、90中任意一项所述的催化剂。

92.根据权利要求91所述的处理方法，其中，所述可燃气体的含量为0.001-20体积％；

和/或，所述可燃气体选自C₁-C₄的烃、C₁-C₄的杂原子烃、氢气和C₆-C₈的芳香烃中的至少一种；

和/或，所述催化氧化的条件包括：温度为20-350℃；压力为80-120kPa，废气的体积空速为1000-100000h^-1。

93.根据权利要求92所述的处理方法，其中，所述催化氧化的条件包括：温度为20-150℃。