一种针对含氯挥发性有机物的氧化反应的Ce-Zr类催化剂制造技术

本发明专利技术公开了一种针对含氯挥发性有机物的氧化反应的Ce‑Zr类催化剂，属于催化剂领域。本发明专利技术用Ru负载于Ce‑Zr上可以实现在较低的温度下仍保持较好的活性和转化率。例如，用Ru掺杂的催化剂在250℃时对三氯乙烯的催化反应可达到90％的转化率。这种催化剂在对氯苯的降解也表现出了很好的稳定性，在相对较低的温度，如250度，对三氯乙烯的转化率可达到90％，在这一温度下连续运行90小时后，转化率未见明显下降，表面催化剂的稳定性良好。

A Ce-Zr catalyst for oxidation reaction of volatile organic compounds containing chlorine

The invention discloses a Ce Zr catalyst for oxidation reaction of chlorinated volatile organic compounds, which belongs to the catalyst field. The Ru can be loaded on Ce Zr to achieve better activity and conversion at lower temperature. For example, the catalytic conversion of trichloroethylene with Ru doped catalyst at 250 degree can achieve 90% conversion rate. The catalyst has good stability in the degradation of chlorobenzene. At a relatively low temperature, such as 250 degrees, the conversion rate of trichloroethylene can reach 90%. After running for 90 hours at this temperature, the conversion rate is not obviously decreased, and the stability of the surface catalyst is good.

【技术实现步骤摘要】
一种针对含氯挥发性有机物的氧化反应的Ce-Zr类催化剂
本专利技术涉及一种针对含氯挥发性有机物的氧化反应的Ce-Zr类催化剂，尤其是一种针对含氯挥发性有机物的氧化反应的Ru/CeZrOx型催化剂，属于催化剂领域。
技术介绍
在工业生产中，含氯挥发性有机物(CVOCs)，例如二氯甲烷，三氯乙烯，1,2-二氯乙烷，氯化苯等物质，常常会被作为废气排放到环境中。这一问题涉及了石化、树脂、塑料、油漆、印刷和化工等诸多行业。由于CVOCs本身的毒性和致癌性，且会加剧光化学烟雾、破坏臭氧层，因而对环境有很大危害，被定性为主要的空气污染物。因此从工业尾气中除去CVOCs一直以来都是研究领域的重要课题。目前为止，有吸附、光催化降解、燃烧、非热等离子体、催化燃烧等多种手段应对这一问题。其中，催化燃烧的手段可以实现CVOCs的完全降解，且需要的能量相对较低，是极具前景的。目前在这一方面，Ce类催化剂由于其对C-Cl键有很强的分解作用，因而已显示出对CVOCs燃烧反应具有极高的催化效率。然而，在燃烧过程中产生的氯会使Ce类催化剂失去活性，限制了其应用。在Ce类催化剂中加入Zr元素可以提高催化剂的活性。研究显示，用贵金属(Au,Pt)负载于Ce-Zr上可以提高催化剂的活性，且反应转化率很高，但是这些催化剂的工作温度均比较高(300℃以上)。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种针对含氯挥发性有机物的氧化反应的Ru/CeZrOx型催化剂。所述催化剂是按以下方法制备得到的：(1)将Ce(NO3)3·6H2O和ZrOCl2·8H2O溶于乙醇中，在室温下搅拌一段时间后，逐滴加入氨水至得到一紫色悬浊液，且液体pH调至9～10；(2)将悬浊液室温下静置4h，然后转移至有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在100-130℃下放置24h；(3)将所得产物用丙酮(50vt％)洗涤并在6000rpm下离心，将此步骤重复三次，收集到的沉淀在80℃下干燥12h；(4)将干燥得到的产物在马弗炉中450-550℃下煅烧4h，得到比例为Ce2Zr1的Ce-Zr氧化物；(5)将Ce-Zr氧化物沉浸于Ru(NO)(NO3)3溶液中以实现负载，将固体沉淀通过离心分离出来并在100℃下过夜干燥，然后在350-450℃下煅烧4h。(6)将煅烧得到的产物研磨并用40-60网孔的筛过筛，最终获得Ru/Ce2Zr1催化剂粉末。本专利技术的有益效果：本专利技术用Ru负载于Ce-Zr上可以实现在较低的温度下仍保持较好的活性和转化率。例如，用Ru掺杂的催化剂在250℃时对三氯乙烯的催化反应可达到90％的转化率。这种催化剂在对氯苯的降解也表现出了很好的稳定性，在相对较低的温度，如250度，对三氯乙烯的转化率可达到90％，在这一温度下连续运行90小时后，转化率未见明显下降，表面催化剂的稳定性良好。附图说明图1：测定催化剂活性的实验装置图2：不同Ru负载催化剂在不同温度下反应转化率的对比具体实施方式催化剂活性测定方法：(1)按照图1所示搭建测定催化剂活性的实验装置。在每一次测定之前，将含有0.4gRu/CeZrOx催化剂粉末，4.6gSiC和10.0gSiO2的混合物置于高纯氮气环境中，在400℃保持1h以除去材料表面吸附的物质。结束后将材料冷却至50℃。预处理完毕后，在常温常压下将催化剂混合物置于内径1.4mm的固定床。(2)测定时用气体流量控制器将待处理气体的流速控制在100cm3/min，将气体体积空速(GHSV)维持在15000h-1。(3)在出气端，用活化的碳管吸附排出气体中的物质，紧接着将吸附的物质用CS2溶解并进行气相色谱分析。实施例1制备催化剂Ru/Ce2Zr1(1)将3.47gCe(NO3)3·6H2O和1.29gZrOCl2·8H2O(Ce:Zr＝2:1)溶于50mL乙醇中，在室温下搅拌一段时间后，逐滴加入氨水至得到一紫色悬浊液，且液体pH调至9～10；(2)将悬浊液室温下静置4h，然后转移至有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在120℃下放置24h；(3)将所得产物用丙酮(50vt％)洗涤并在6000rpm下离心，将此步骤重复三次，收集到的沉淀在80℃下干燥12h；(4)将干燥得到的产物在马弗炉中500℃下煅烧4h，得到比例为Ce2Zr1的Ce-Zr氧化物；(5)将Ce-Zr氧化物沉浸于Ru(NO)(NO3)3溶液中以实现负载，将固体沉淀通过离心分离出来并在100℃下过夜干燥，然后在400℃下煅烧4h；(6)将煅烧得到的产物研磨并用40-60网孔的筛过筛，最终获得Ru/Ce2Zr1催化剂粉末。实施例2催化剂Ru/Ce2Zr1的应用将液态三氯乙烯泵入干燥的干净空气中，调节三氯乙烯的浓度在1000ppm，作为待处理气体。将此气体泵入图1的测定装置中，取含0.4gRu/CeZrOx的催化剂混合物置于固定床。按照前述“催化剂活性测定方法”测定催化剂Ru/Ce2Zr1的活性。在200-300℃范围内调节反应温度，并用气相色谱仪测定出各温度下相应的转化率。得图2中的曲线，从图2中可以看出，在所有测试温度下，Ru/Ce2Zr1催化剂比其他对照的催化剂均表现出更高的催化活性，因而获得了更高的转化率。特别是，在250度即可达到超过90％的转化率，显著高于对照组的结果。实施例3根据实施例1中的湿法合成氧化物方法和负载方法，制备了Ru/CeO2，Ru/Ce1Zr1，Ru/Ce1Zr2，Ru/ZrO2催化剂，按照与应用实例1中相同步骤和用量测定各温度下各催化剂作用下反应的转化率，得到如图2所示的曲线。虽然本专利技术已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本专利技术，任何熟悉此技术的人，在不脱离本专利技术的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本专利技术的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化剂，其特征在于，是一种负载Ru的Ce‑Zr类催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种催化剂，其特征在于，是一种负载Ru的Ce-Zr类催化剂。2.根据权利要求1所述的一种催化剂，其特征在于，是用于催化含氯挥发性有机物的氧化反应。3.制备权利要求1或2所述催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将Ce(NO3)3·6H2O和ZrOCl2·8H2O溶于乙醇中，在室温下搅拌一段时间后，逐滴加入氨水至得到一紫色悬浊液，且液体pH调至9～10；(2)将悬浊液室温下静置一段时间，然后转移至反应釜中，在120℃下放置一段时间；(3)将所得产物用丙酮洗涤并离心得到固体沉淀，将此步骤重复三次，收集到的沉淀干燥；(4)将干燥得到的产物在马弗炉中500℃下煅烧，Ce-Zr氧化物；(5)将Ce-Zr氧化物沉浸于Ru(NO)(NO3)3溶液中以实现负载，将固体沉淀通过离心分离出来并在100℃下过夜干燥，然后在400℃下煅烧；(6)将煅烧得到的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋鸽，路璐璐，王婵，宋启军，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32