[發(fā)明專利]一種針對(duì)含氯揮發(fā)性有機(jī)物的氧化反應(yīng)的Ce-Zr類催化劑

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810163806.0
• 申請(qǐng)日: 2018-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108295852B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋鴿;路璐璐;王嬋;宋啟軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/63
• 分類號(hào): B01J23/63;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 哈爾濱市陽(yáng)光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發(fā)明公開(kāi)了一種針對(duì)含氯揮發(fā)性有機(jī)物的氧化反應(yīng)的Ce?Zr類催化劑，屬于催化劑領(lǐng)域。本發(fā)明用Ru負(fù)載于Ce?Zr上可以實(shí)現(xiàn)在較低的溫度下仍保持較好的活性和轉(zhuǎn)化率。例如，用Ru摻雜的催化劑在250℃時(shí)對(duì)三氯乙烯的催化反應(yīng)可達(dá)到90％的轉(zhuǎn)化率。這種催化劑在對(duì)氯苯的降解也表現(xiàn)出了很好的穩(wěn)定性，在相對(duì)較低的溫度，如250度，對(duì)三氯乙烯的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到90％，在這一溫度下連續(xù)運(yùn)行90小時(shí)后，轉(zhuǎn)化率未見(jiàn)明顯下降，表面催化劑的穩(wěn)定性良好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種針對(duì)含氯揮發(fā)性有機(jī)物的氧化反應(yīng)的Ce-Zr類催化劑，尤其是一種針對(duì)含氯揮發(fā)性有機(jī)物的氧化反應(yīng)的Ru/CeZrO_x型催化劑，屬于催化劑領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)中，含氯揮發(fā)性有機(jī)物(CVOCs)，例如二氯甲烷，三氯乙烯，1,2-二氯乙烷，氯化苯等物質(zhì)，常常會(huì)被作為廢氣排放到環(huán)境中。這一問(wèn)題涉及了石化、樹(shù)脂、塑料、油漆、印刷和化工等諸多行業(yè)。由于CVOCs本身的毒性和致癌性，且會(huì)加劇光化學(xué)煙霧、破壞臭氧層，因而對(duì)環(huán)境有很大危害，被定性為主要的空氣污染物。因此從工業(yè)尾氣中除去CVOCs一直以來(lái)都是研究領(lǐng)域的重要課題。目前為止，有吸附、光催化降解、燃燒、非熱等離子體、催化燃燒等多種手段應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題。其中，催化燃燒的手段可以實(shí)現(xiàn)CVOCs的完全降解，且需要的能量相對(duì)較低，是極具前景的。

目前在這一方面，Ce類催化劑由于其對(duì)C-Cl鍵有很強(qiáng)的分解作用，因而已顯示出對(duì)CVOCs燃燒反應(yīng)具有極高的催化效率。然而，在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的氯會(huì)使Ce類催化劑失去活性，限制了其應(yīng)用。在Ce類催化劑中加入Zr元素可以提高催化劑的活性。研究顯示，用貴金屬(Au,Pt)負(fù)載于Ce-Zr上可以提高催化劑的活性，且反應(yīng)轉(zhuǎn)化率很高，但是這些催化劑的工作溫度均比較高(300℃以上)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種針對(duì)含氯揮發(fā)性有機(jī)物的氧化反應(yīng)的Ru/CeZrO_x型催化劑。

所述催化劑是按以下方法制備得到的：(1)將Ce(NO₃)₃·6H₂O和ZrOCl₂·8H₂O溶于乙醇中，在室溫下攪拌一段時(shí)間后，逐滴加入氨水至得到一紫色懸濁液，且液體pH調(diào)至9～10；(2)將懸濁液室溫下靜置4h，然后轉(zhuǎn)移至有聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，在100-130℃下放置24h；(3)將所得產(chǎn)物用丙酮(50vt％)洗滌并在6000rpm下離心，將此步驟重復(fù)三次，收集到的沉淀在80℃下干燥12h；(4)將干燥得到的產(chǎn)物在馬弗爐中450-550℃下煅燒4h，得到比例為Ce₂Zr₁的Ce-Zr氧化物；(5)將Ce-Zr氧化物沉浸于Ru(NO)(NO₃)₃溶液中以實(shí)現(xiàn)負(fù)載，將固體沉淀通過(guò)離心分離出來(lái)并在100℃下過(guò)夜干燥，然后在350-450℃下煅燒4h。(6)將煅燒得到的產(chǎn)物研磨并用40-60網(wǎng)孔的篩過(guò)篩，最終獲得Ru/Ce₂Zr₁催化劑粉末。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明用Ru負(fù)載于Ce-Zr上可以實(shí)現(xiàn)在較低的溫度下仍保持較好的活性和轉(zhuǎn)化率。例如，用Ru摻雜的催化劑在250℃時(shí)對(duì)三氯乙烯的催化反應(yīng)可達(dá)到90％的轉(zhuǎn)化率。這種催化劑在對(duì)氯苯的降解也表現(xiàn)出了很好的穩(wěn)定性，在相對(duì)較低的溫度，如250度，對(duì)三氯乙烯的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到90％，在這一溫度下連續(xù)運(yùn)行90小時(shí)后，轉(zhuǎn)化率未見(jiàn)明顯下降，表面催化劑的穩(wěn)定性良好。

附圖說(shuō)明

圖1：測(cè)定催化劑活性的實(shí)驗(yàn)裝置

圖2：不同Ru負(fù)載催化劑在不同溫度下反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的對(duì)比

具體實(shí)施方式

催化劑活性測(cè)定方法：