[發(fā)明專利]稀土修飾的高嶺土基Cr2O3催化劑的制備方法及應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910083574.2
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109772433A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 左樹鋒;葉娜;司徒丹娜;陳珠;鄭潔
• 申請（專利權(quán)）人: 紹興文理學院
• 主分類號: B01J29/16
• 分類號: B01J29/16;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 紹興普華聯(lián)合專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33274
• 代理人: 韓云涵

本發(fā)明公開了稀土修飾的高嶺土基Cr₂O₃催化劑的制備方法及應(yīng)用，制備方法包括：(1)將高嶺土、去離子水和分散劑混合打漿，漿液經(jīng)噴霧成型后制成微球，將微球焙燒后與硅酸鈉、NaY導向劑、氫氧化鈉溶液混合并進行水熱晶化反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)水洗、離心、干燥后高溫焙燒，得到KL?NY；(2)將Cr與Nd的總質(zhì)量百分含量為10％的硝酸鹽溶液與KL?NY按質(zhì)量比10:9混合并浸漬，其中Cr與Nd的摩爾比為3～9:1，加熱炒干后置于馬弗爐中焙燒，得到10％CrNd/KL?NY。制得的催化劑可用于低濃度氯苯的催化降解。本發(fā)明制備方法簡單、重復性高且成本低，所得催化劑具有大的比表面積和大的孔體積，具有優(yōu)異的催化活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及揮發(fā)性有機物(VOCs)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于低濃度氯苯催化降解反應(yīng)的稀土修飾的高嶺土基Cr₂O₃催化劑的制備及應(yīng)用。

背景技術(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的許多揮發(fā)性有機物(VOCs)，由于處理方法和所用催化劑有限，使得部分未完全處理的副產(chǎn)物排放到大氣中，不僅污染了環(huán)境，而且也危害到人體的健康。因此，迫切需要一種成本低，易于合成的新型催化劑應(yīng)用于揮發(fā)性有機廢棄物的處理中。若要實現(xiàn)這一目標，從理論上講，可以從以下兩方面考慮：1、制備出具有大的比表面積、大的孔體積和高穩(wěn)定性的載體材料，這有利于活性組分能夠更好的分散，且有利于反應(yīng)物分子的吸脫附；2、優(yōu)化活性組分，提高其在載體上的分散性、穩(wěn)定性等，從而提高其催化性能。

目前，在催化降解處理VOCs的過程中，貴金屬具有很好的效能，但該催化劑成本高，且易于氯中毒，難以應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種稀土修飾的高嶺土基Cr₂O₃催化劑的制備方法，制備方法簡單、重復性高且成本低，合成的催化劑具有大的比表面積和大的孔體積等優(yōu)點，可用于低濃度氯苯的催化降解，具有優(yōu)異的催化活性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

稀土修飾的高嶺土基Cr₂O₃催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將高嶺土、去離子水和分散劑按質(zhì)量比為6.75:2.34:1.37的比例進行混合打漿，所得混合漿液經(jīng)噴霧成型后制成20～110μm的微球，然后將微球在120℃溫度下焙燒12h，將焙燒后的微球與硅酸鈉、NaY導向劑、氫氧化鈉溶液按質(zhì)量比為1.24:1.05:0.89:1.20的比例混合后進行水熱晶化反應(yīng)，得到含NaY分子篩的復合材料，復合材料經(jīng)水洗、離心、干燥后在500℃溫度下焙燒2h，即制得載體KL-NY；

(2)將Cr與Nd的總質(zhì)量百分含量為10％的硝酸鹽溶液與經(jīng)步驟(1)制得的KL-NY按質(zhì)量比為10:9的比例置于坩堝中混合均勻并浸漬，其中Cr與Nd的硝酸鹽溶液中Cr與Nd的摩爾比為3～9:1，混合液在常溫下靜置12h后進行加熱炒干，然后置于500℃的馬弗爐中焙燒2h，焙燒結(jié)束后冷卻至室溫，即制得10％CrNd/KL-NY催化劑。

所述步驟(1)中，分散劑為硅酸鈉。

所述步驟(1)中，NaY導向劑各組分SiO₂、Al₂O₃、Na₂O和H₂O的摩爾比為4:1:1:8，NaOH溶液的濃度為0.0125mol/L。

所述步驟(1)中，水熱晶化反應(yīng)在60℃下進行，反應(yīng)時間為3h。

進一步地，所述步驟(2)中，加熱炒干時，溫度不能過高，控制在200℃左右，防止迸濺，同時要用玻璃棒不停攪拌防止產(chǎn)物粘附于坩堝底部。

所述催化劑可用于低濃度氯苯的催化降解。