[發明專利]一種1,2-二氯乙烷選擇性加氫脫氯催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210159845.6
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102658127A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 朱東強;韓玉香;鄭壽榮;許昭怡;萬海勤;萬玉秋;劉景亮;宗恩敏;周娟;魏丹;王文娟
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J23/50;B01J37/03;C07C11/04;C07C1/26
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 韓朝暉

技術領域

本發明涉及一種貴金屬負載型催化劑及其制備方法，具體涉及一種1,2-二氯乙烷選擇性加氫脫氯催化劑及其制備方法，以及該催化劑在選擇性加氫脫氯降解1,2-二氯乙烷上的應用。

背景技術

1,2-二氯乙烷為無色、易揮發、具有氯仿氣味的油狀液體，是脂溶性神經性毒物，屬于高毒類，是一種致畸性、致癌性強的物質。作為工業上廣泛使用的有機產品，主要用作工業合成的原料、工業溶劑、脫脂劑、殺蟲劑、金屬清洗劑和粘合劑等。由于其具有易揮發性，容易經由呼吸道和皮膚毛孔進入人體，人體吸入少量后即可出現頭痛、惡心、嘔吐等癥狀。長期低濃度接觸會引起神經衰弱綜合癥和消化道疾病。高濃度吸入后主要引起中樞神經系統癥狀，嚴重者可出現中毒性腦病，表現為腦水腫，劇烈頭痛、頻繁嘔吐、抽搐及昏迷，病情嚴重惡化可引起死亡。

由于1,2-二氯乙烷是一種常用的溶劑，生活中接觸到的機會較多，主要來源于家具制造過程中使用的漆，及制鞋行業中使用的粘結膠，谷物的殺蟲劑。由于對1,2-二氯乙烷毒性的了解較少以及疏于防范，近年來臨床報道的中毒事故較多，多數是由于吸入人體所致。我國勞動衛生部門的安全標準規定，生產車間空氣中1,2-二氯乙烷最高允許質量濃度為15mg/m³。

目前，對1,2-二氯乙烷的處理方法有焚燒法，光催化降解法，加氫催化還原法等。焚燒法和光催化法都是將1,2-二氯乙烷分解，產物包含二氧化碳和水，焚燒法在燃燒不完全的情況下還會產生一氧化碳，都無法實現產物的再次利用。而加氫催化還原法因能夠將1,2-二氯乙烷轉化為工業價值較高的乙烯，得到我們的關注。

1,2-二氯乙烷的處理中較常用雙金屬催化劑是以浸漬法制備的。具體過程為將A,B兩種金屬鹽溶液以一定的比例混合，加入定量的載體后蒸干并煅燒，再在H₂條件下，以一定的溫度高溫還原。通過此方法制備的催化劑，兩種活性組分是均勻混合在一起的，無法有效的利用Ag或Cu等金屬元素脫氯能力強的優勢。

發明內容

本發明的目的是提供一種1,2-二氯乙烷選擇性加氫脫氯二氧化鈦負載型貴金屬催化劑，以及利用光沉積法制備該催化劑的方法。

本發明的另一目的是提供一種利用所述催化劑對1,2-二氯乙烷選擇性加氫脫氯的方法。

為實現本發明的目的，采用以下技術方案：

一種1,2-二氯乙烷選擇性加氫脫氯的催化劑，其特征在于該催化劑以二氧化鈦為載體，依次光沉積二元金屬得到A-B/TiO₂型催化劑，其中A為貴金屬Pd、Pt、Au或Rh，B為Cu、Ag或Ni。

所述的催化劑中，負載的貴金屬A占總催化劑質量的0.5~1.5%，金屬A和金屬B的摩爾數之比為1:0.5到1:3之間。

所述的催化劑以連續光沉積法在二氧化鈦上沉積二種金屬元素，其表面形成貴金屬Pd或?Pt等的核，在貴金屬核外表面形成Ag或Cu等元素的殼，從而有效的利用兩種金屬的特性，催化劑的活性與選擇性優異，并能保持良好的穩定性。

所述的催化劑采用光沉積的方法制備，具體方法包括以下步驟：

1）將TiO₂、金屬A鹽的溶液和甲醇加入光反應器中，在避光的條件下通N₂氣脫除O₂，在紫外光持續照射下反應3～6h后，過濾并用蒸餾水洗至pH為中性，烘干；

然后按照上述方法，將金屬B負載到載體TiO₂上，即：

2）將步驟1）所得產物、金屬B鹽溶液和甲醇加入光反應器中，在避光條件下通N₂脫除O₂后，在紫外光持續光照下反應3～6個小時，過濾并用蒸餾水洗至pH為中性，烘干得到所述的催化劑。

本發明上述方法制得的催化劑為A-B/TiO₂型負載雙金屬的催化劑，其中A為貴金屬Pd、Pt、Au或Rh，B為Cu、Ag或Ni。

所述的金屬A?鹽為金屬A的氯化物、硝酸鹽或硫酸鹽；所述的金屬B鹽為金屬B的氯化物、硝酸鹽或硫酸鹽。金屬A鹽或B鹽的濃度為0.0001~0.001g/ml。

本發明的光沉積法制備的A-B/TiO₂型負載雙金屬催化劑，可用于氣相選擇性加氫催化降解處理1,2-二氯乙烷，即本發明還涉及所述催化劑A-B/TiO₂在1,2-二氯乙烷選擇性加氫脫氯中的應用，所采用的技術方案為：