[發(fā)明專利]一種釕基催化劑、其制備方法及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811325034.2
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN111151243A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王勝;王樹東;呂麗榮;汪明哲;李德意
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: B01J23/46
• 分類號: B01J23/46;B01J23/89;F23G7/07
• 代理公司: 北京元周律知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11540
• 代理人: 王惠

本申請公開了一種釕基催化劑，所述釕基催化劑包括載體和活性組分；所述活性組分包括活性金屬元素；所述活性金屬元素為Ru；所述載體為TiO₂，所述TiO₂的晶型為金紅石和銳鈦礦、板鈦礦中至少一種的混合晶型。該釕基催化劑，該催化劑，降低成本，催化活性高、催化穩(wěn)定性強(qiáng)、可用于不同種類VOCs催化燃燒。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種釕基VOCs凈化催化劑及其制備方法，屬于催化劑及能源環(huán)境領(lǐng)域。

背景技術(shù)

VOCs為沸點在50-260℃、室溫下飽和蒸汽壓大于133.322Pa的有機(jī)化合物。依據(jù)VOCs官能團(tuán)不同分為苯類、醇類、酮類、酚類、醛類、醚類、脂類、酸類、烷烴、烯烴、胺類、鹵代烴12類。VOCs污染對環(huán)境的嚴(yán)重危害和對人類健康的嚴(yán)峻威脅，其問題已引起普遍關(guān)注，對VOCs 的凈化處理已迫在眉睫，但由于不同種類VOCs官能團(tuán)的不同導(dǎo)致同一催化劑對不同種類VOCs催化活性存在較大差異。

工業(yè)排放量最大的物質(zhì)為三苯類(苯、甲苯、二甲苯)和鹵代烴類，三苯物質(zhì)和鹵代烴同時也是高毒性的物質(zhì)，多種揮發(fā)性鹵代烴被認(rèn)為具有“三致效應(yīng)”(致癌、致畸、致突變)或可疑“三致效應(yīng)”。因此，制備對鹵代烴及苯類催化活性都較高，且抗中毒的催化劑有一定的意義。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種釕基催化劑，該催化劑，降低成本，催化活性高、催化穩(wěn)定性強(qiáng)、可用于不同種類VOCs催化燃燒。

貴金屬催化劑具有起燃溫度低、燃燒完全、副產(chǎn)物少等優(yōu)點，但貴金屬鉑鈀價格較高，相對而言，釕成本較低。貴金屬釕能將表面Cl/Br物種以HCl/HBr和Cl₂/Br₂形式從表面移除，因此對鹵代烴催化活性較高且有一定的抗中毒性能。Ru與金紅石型氧化鈦可形成Ru-O-Ti鍵，及金屬載體強(qiáng)相互作用，有利于釕在載體表面分散。而金紅石銳鈦礦混相氧化鈦中銳鈦礦可作為稀釋劑分離釕與金紅石，從而進(jìn)一步提高釕的分散性。

所述釕基催化劑，其特征在于，

包括載體和活性組分；

所述活性組分包括活性金屬元素；

所述活性金屬元素為Ru；

所述載體為TiO₂，所述TiO₂的晶型為金紅石和銳鈦礦、板鈦礦中至少一種的混合晶型。

所述活性組分在所述釕基催化劑中質(zhì)量百分含量為0.01％～10％；

所述活性組分的重量百分含量以活性金屬元素的重量百分含量計算。

可選地，所述活性組分占所述釕基催化劑重量的上限選自0.05％、0.2％、 0.5％、1％、1.5％、2％、5％、8％或10％；下限選自0.01％、0.05％、0.2％、 0.5％、1％、1.5％、2％、5％或8％。

可選地，所述活性組分中還包括元素M；

所述元素M選自Pd、Pt、Mn、Co、Ni、Cu、Ce中的至少一種；

所述M和Ru的重量比為0：1～20：1。

可選地，其特征在于，所述金紅石相在所述載體中的重量含量高于 30％。

可選地，所述金紅石在所述載體中的重量含量的上限選自35％、40％、 50％、55％、60％、65％、70％、80％、85％或95％；下限選自30％、35％、 40％、50％、55％、60％、65％、70％、80％、85％或95％。

可選地，所述金紅石在所述載體中的重量含量為50％～70％。

可選地，所述TiO₂晶型為銳鈦礦、金紅石、板鈦礦的混合晶型。