一种高稳定性脱氯催化剂、制备方法及脱氯工艺技术

本发明专利技术涉及一种高稳定性脱氯催化剂、制备方法及脱氯工艺，所述催化剂包括炭载体、炭载体表面的第一金属层，以及与第一金属层锚定结合的第二金属层，第一金属层中的第一金属选自第IB、IIB、IVB、VIB、VIIB族金属中的一种或多种，第二金属层中的第二金属选自第VIII族金属中的一种或多种，第二金属在微波反应器中与第一金属锚定结合。本发明专利技术的脱氯催化剂具有稳定性高、转化率高、选择性高等优点，高稳定性脱氯催化剂的制备方法易于工业放大生产，脱氯工艺安全环保、生产率高。

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性脱氯催化剂、制备方法及脱氯工艺
本专利技术属于化工领域，具体涉及一种高稳定性脱氯催化剂、制备方法及脱氯工艺。
技术介绍
脱氯是避免含氯化合物造成的环境污染问题、生产有价值的产物、实现资源化利用的重要方法。CN110961110A公开了一种2,3,6-三氯吡啶加氢脱氯制备2,3-二氯吡啶的方法，催化剂具有下列通式：αM-βN/Z，其中，M是选自Ni、Pd、Ir、Rh、Pt或其两种或更多种的混合物的金属元素，N是选自Cu、Co、Fe或其两种或三种的混合物的金属，Z是选自MgO、TiO2、活性炭、硅藻土、ZSM-5分子筛或其两种或更多种的载体；该方法具有催化剂添加量低、反应条件温和、转化率高、选择性好等特点。CN106140193A公开了用于CFC和HCFC加氢脱氯的催化剂，催化剂前体包括主要活性成分和助剂，主要活性成分为Pd和Cu，助剂选自过渡金属、碱金属、碱土金属和稀土金属中的一种、两种或三种以上组合。作为优选的方式，助剂选自Mg、Ca、Ba、Co、Mo、Ni、Sm和Ce中的一种、两种或三种以上组合。主要活性成分和助剂负载在载体上，载体优选为活性炭、氟化铝或氧化铝。反应结果为CFC-113转化率95.35％，三氟氯乙烯选择性98.82％。CN110013853A公开了一种气相加氢脱氯制备2,3,3,3-四氟丙烯用催化剂，催化剂由活性组分和载体组成，其中活性组分为金属Ni、Mo、W、Co、Cr、Cu、Ce、La、Mn、Fe中的一种或者多种的组合，载体为氧化物、氟化物、活性炭及分子筛中的一种，其中活性组分占催化剂总质量的0.01％～50％，该催化剂用于HCFC-244bb选择加氢脱氯反应工艺，可实现在250℃反应时，HCFC-244bb转化率达到62％，同时目标产物HFO-1234yf选择性达到63％。US5097081公开了一种高氯化甲烷的脱氯方法，包括在氧气和催化有效量的元素周期表中的铜或贵金属的金属存在下使这种高氯化甲烷与脱氯氢气反应，所述高氯化甲烷包含四氯化碳。所述催化有效金属沉积在支撑基底上。所述支撑基底包含氧化铝或二氧化钛，其表面积为20-300m2/g，该方法避免了催化剂的结垢。JP特许3110667B2公开了用加氢脱氯处理多氯芳族化合物的方法，在金属催化剂的存在下，通过加氢脱氯反应分解多氯芳族化合物时，使用含14个或更多碳饱和烃作为溶剂。金属催化剂是含有钯，铂，铑，钌，钴和镍中的至少一种作为金属催化剂并负载在由活性炭或氧化铝制成的载体上的金属催化剂，该方法可以有效去除环境污染物多氯代有机化合物。脱氯反应通常为强放热反应，现有技术中脱氯催化剂存在容易失活、稳定性较差、转化率低、目标产物选择性较低等问题，仍需进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高稳定性脱氯催化剂、其制备方法和脱氯工艺。本专利技术的技术方案主要为：一种高稳定性脱氯催化剂，所述催化剂包括炭载体、炭载体表面的第一金属层，以及与第一金属层锚定结合的第二金属层，第一金属层中的第一金属选自第IB、IIB、IVB、VIB、VIIB族金属中的一种或多种，第二金属层中的第二金属选自第VIII族金属中的一种或多种，第二金属在微波反应器中与第一金属锚定结合。第一金属层的厚度为1-5nm，第二金属层的厚度为1-2nm。催化剂中，炭载体的质量百分含量为93-98.5％，第一金属的质量百分含量为1-5％，第二金属的质量百分含量为0.5-2％。催化剂反应100小时后的转化率为初始转化率的92-99.9％。优选地，催化剂反应100小时后的转化率为初始转化率的95-99.9％。第一金属选自Cd、Zr、Cu、Ag、Mo、W、Mn、Cr、Zn、Ti、Re中的一种或多种。第一金属优选为Cu，或者Cu与Cd、Zr、Ag、Mo、W、Mn中的一种或多种的组合。第二金属选自Fe、Co、Ni、Rh、Pd、Ir、Pt中的一种或多种。第二金属优选为Pd，或者Pt，或者Pd与Fe、Co、Ni、Rh、Ir、Pt中的一种或多种的组合。本专利技术高稳定性脱氯催化剂的制备方法，包括在炭载体表面形成第一金属层、在第一金属层上锚定结合第二金属层的步骤。在炭载体表面形成第一金属层的步骤具体为：将炭载体浸渍在第一金属盐溶液中，一定温度下超声混合均匀，然后干燥、焙烧，降至室温后用氧化剂液相氧化。第一金属层中的第一金属为氧化态。氧化剂为液相氧化剂。可选地，氧化剂包括硝酸、高锰酸钾、次氯酸钠、氯酸钾、双氧水。优选地，氧化剂为双氧水。在一种实施方式中，超声温度为60-80℃，超声时间为1-24h，超声功率为100-200W。在一种实施方式中，干燥为以1-10℃/min的升温速率升温至120-200℃，然后恒温2-24h。在一种实施方式中，焙烧为以5-20℃/min的升温速率由干燥温度升温至200-400℃，然后恒温0.5-6h。本专利技术中，氧化剂液相氧化将炭载体表面所有的还原性基团消除，并使第一金属为氧化态。氧化剂质量分数为15-25％。氧化剂加入量以刚好全面润湿为准。可选地，本专利技术第一金属盐溶液为第一金属Cd、Zr、Cu、Ag、Mo、W、Mn、Cr、Zn、Ti和/或Re的可溶性盐水溶液。可选地，第一金属盐溶液为硝酸铜、硝酸锰、硝酸银、醋酸银、氯化铜和/或硫酸铜的水溶液。在第一金属层上锚定结合第二金属层的步骤具体为：将液相氧化后的样品浸没于水溶液中，置于微波反应器中，于第一微波功率加热一定时间后，于第二微波功率滴入第二金属前驱体，在第一金属层上锚定结合第二金属层。可选地，第一微波功率与第二微波功率相同或者不同。在一种实施方式中，第一微波功率与第二微波功率相同，为0.5-2.5kW。在一种实施方式中，第一微波功率与第二微波功率不同，第一微波功率为0.5-1.5kW，第二微波功率为1.6-2.5kW。在一种实施方式中，第二微波功率高于第一微波功率，第一微波功率为0.5-2.5kW，第二微波功率为0.5-2.5kW。在一种实施方式中，第一微波功率加热时间为20-300s。第一微波功率加热方式可以为连续加热。第一微波功率加热方式也可以为脉冲加热。在一种实施方式中，第一微波功率脉冲加热方式可以为：加热2-10s后，暂停2-20s。本专利技术中，第一微波功率加热时采用脉冲加热方式可以进一步增强第一金属与第二金属的锚定结合作用，增强催化剂的稳定性。本专利技术通过微波反应器上的滴液漏斗滴入第二金属前驱体。于第二微波功率滴入第二金属前驱体时，保持滴加速度为匀速，滴加时间为10-60s。滴加结束后，继续于第二微波功率加热10-60s。然后，将反应物过滤、干燥即得本专利技术脱氯催化剂。本专利技术第二微波功率加热时为连续加热。在一种实施方式中，第一微波功率为0.5-1kW，第一微波功率加热时间为50-200s，第一微波功率加热方式为连续加热，第二微波功率为1.5-2kW，第二金属前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高稳定性脱氯催化剂，其特征在于：所述催化剂包括炭载体、炭载体表面的第一金属层，以及与第一金属层锚定结合的第二金属层，第一金属层中的第一金属选自第IB、IIB、IVB、VIB、VIIB族金属中的一种或多种，第二金属层中的第二金属选自第VIII族金属中的一种或多种，第二金属在微波反应器中与第一金属锚定结合。/n

【技术特征摘要】
1.一种高稳定性脱氯催化剂，其特征在于：所述催化剂包括炭载体、炭载体表面的第一金属层，以及与第一金属层锚定结合的第二金属层，第一金属层中的第一金属选自第IB、IIB、IVB、VIB、VIIB族金属中的一种或多种，第二金属层中的第二金属选自第VIII族金属中的一种或多种，第二金属在微波反应器中与第一金属锚定结合。


2.根据权利要求1所述的高稳定性脱氯催化剂，其特征在于：第一金属层的厚度为1-5nm，第二金属层的厚度为1-2nm。


3.根据权利要求1所述的高稳定性脱氯催化剂，其特征在于：催化剂中，炭载体的质量百分含量为93-98.5％，第一金属的质量百分含量为1-5％，第二金属的质量百分含量为0.5-2％。


4.根据权利要求1所述的高稳定性脱氯催化剂，其特征在于：催化剂反应100小时后的转化率为初始转化率的92-99.9％。


5.根据权利要求1所述的高稳定...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小年，刘武灿，石能富，马超峰，李玲，
申请(专利权)人：中化蓝天集团有限公司，浙江蓝天环保高科技股份有限公司，浙江省化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33