一种含氯挥发性有机物催化净化用催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含氯挥发性有机物催化净化用催化剂的制备方法，包括以下步骤：将锰前驱体与锆元素前驱体、钛元素前驱体、锡元素前驱体中的至少一种溶于去离子水中配成溶液，加入硝酸调节pH至1.5～3，室温下搅拌10～60min；回流反应，经过洗涤、过滤、干燥，焙烧，得到混合氧化物；将上述混合氧化物、第一组分贵金属前驱体水溶液、第二组分前驱体水溶液通过过量浸渍法进行表面修饰改性，干燥，焙烧，得到所述含氯挥发性有机物催化净化用催化剂；本发明专利技术的含氯挥发性有机物催化净化用催化剂，催化性能优异，具有高活性、高热稳定、高化学稳定性、高选择性以及广谱性，在实际工业废气净化治理应用方面具有广阔的前景。治理应用方面具有广阔的前景。治理应用方面具有广阔的前景。

【技术实现步骤摘要】
一种含氯挥发性有机物催化净化用催化剂的制备方法


[0001]本专利技术属于挥发性有机化合物催化燃烧环境保护
，具体涉及一种含氯挥发性有机物催化净化用催化剂的制备方法。

技术介绍

[0002]含氯挥发性有机物废气(CVOCs)是挥发性有机物的一种，一般可分为含氯脂肪烃类化合物以及含氯芳香烃类两大类别。前者主要包括二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烯等；后者主要包括氯苯、二氯苯等。含氯挥发性有机物废气是重要的有机合成原料和性能优良的溶剂，被广泛应用于工业生产过程中。但是这类化合物具有优良的热稳定性和化学稳定性，在环境中不易降解，因而会引发大气、水土污染，并能造成温室效应、臭氧层破坏、光化学烟雾等后果。不仅如此，其对人体的毒性也不容小觑，具有致畸、致癌、致突变的“三致”效应，危害严重。联合国环境项目国际条约中有12个列为首位的持久性的有机污染物都是含氯的有机化合物。因此，含氯挥发性有机物废气的降解处理已成为环境治理和绿色化学的重要课题。
[0003]工业上，含氯挥发性有机物废气的治理方法大致可以分为两类，第一类是物理方法，包括吸附法、冷凝法、膜分离法等方法；第二类方法是化学方法，包括直接燃烧法、光催化降解法、生物降解法、催化燃烧法等方法。根据经济性、有效性的原则，催化燃烧法是最优选的含氯挥发性有机物废气的处理方法。然而，含氯的反应中间体之间容易发生相互作用，形成剧毒的多氯代物，同时产生的氯物种与催化剂表面反应，使催化剂活性组分发生不可逆的中毒，同时催化剂自身的高温耐受性也会限制其用途。因此，开发具有高活性、高稳定性、低副产物选择性且有优异的抗氯中毒、抗高温能力以及抗水性的催化燃烧催化剂对于含氯挥发性有机物降解具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一目的是提供一种含氯挥发性有机物催化净化用催化剂的制备方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术的第一方面提供了一种含氯挥发性有机物催化净化用催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将锰前驱体与锆元素前驱体、钛元素前驱体、锡元素前驱体中的至少一种溶于去离子水中配成浓度为0.1～10mol/L的溶液，所述锰前驱体与锆元素前驱体、钛元素前驱体、锡元素前驱体中的至少一种的摩尔比为(1～20):1，加入硝酸调节pH至1.5～3，室温下搅拌10～60min；温度为70～170℃的条件下回流反应4～48h，经过洗涤、过滤、干燥，温度为300～450℃的条件下焙烧3～5h，焙烧的升温速率为0.5～5℃/min，得到混合氧化物；
[0008]将上述混合氧化物、第一组分贵金属前驱体水溶液、第二组分前驱体水溶液通过过量浸渍法进行表面修饰改性，干燥(温度为100℃的条件下干燥10h)，温度为300～450℃的条件下焙烧3～5h，焙烧的升温速率为0.5～5℃/min，得到所述含氯挥发性有机物催化净
化用催化剂。
[0009]所述锰前驱体选自高锰酸钾、硝酸锰、乙酸锰、硫酸锰、氯化锰中的至少一种。
[0010]所述锆元素前驱体选自硝酸锆、氧氯化锆、氯化锆中的至少一种。
[0011]所述钛元素前驱体选自硫酸钛、钛酸异丙脂、氯化钛中的至少一种。
[0012]所述锡元素前驱体选自硫酸锡、氯化锡中的至少一种。
[0013]所述第一组分贵金属前驱体选自氯铂酸、氯化钯、氯化钌、硝酸铂、氯钯酸、硝酸钯、氯钌酸及其盐、氯金酸中的至少一种。
[0014]所述第二组分前驱体选自钼酸铵、偏钨酸铵、偏钒酸铵、硫酸铵、磷酸二铵中的至少一种。
[0015]所述第一组分贵金属前驱体的负载量为0.05～10wt％。
[0016]所述第二组分前驱体的负载量为0.5～10wt％。
[0017]本专利技术的第二方面提供了一种所述方法制备的含氯挥发性有机物催化净化用催化剂在去除含氯挥发性有机物废气中含氯挥发性有机物的应用。
[0018]所述应用包括以下步骤：
[0019]常压下，在连续流动微反应器中加入含氯挥发性有机物催化净化用催化剂，通入流量为40～60ml/min(优选为50ml/min)的N2/O2混合气体(其中20％O2，80％N2)，通入浓度为100
‑
3000ppm的含氯挥发性有机物废气，含氯挥发性有机物废气的空速为1000mL/(h g)
‑
120000mL/(h g)，反应温度为100
‑
500℃，通过FID型在线气相色谱仪实时检测，检测尾气(每隔20℃停留30min后开始采样，隔10min取一个，共取3个，最终求平均值)中有机物和有机副产物的浓度，最终计算有机物转化率。
[0020]所述含氯挥发性有机物废气中的有机物选自氯苯、二氯苯、二氯甲烷、二氯乙烷。
[0021]由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0022]本专利技术的含氯挥发性有机物催化净化用催化剂，以二氧化锰为主活性组分，先后通过过渡金属锆、钛、锡等的体相掺杂，贵金属铂、钯、钌和/或金作为第一组份以及多酸类钼、钨、钒和/或硫、磷等作为第二组份的表面负载改性制备而成。
[0023]本专利技术的含氯挥发性有机物催化净化用催化剂，以空气中的氧气为氧化剂，使含氯挥发性有机物与空气的混合气体，与催化剂在低温下进行气固相氧化降解反应，使混合气中的含氯挥发性有机物转化为二氧化碳、氯化氢、水。本专利技术的催化剂具有成本低廉、催化活性高、二次污染小、稳定性好、抗高温，抗水，氯代活性低的优点，是十分有效的含氯挥发性有机物低温催化燃烧的催化剂，能广泛应用于制药、造纸、制革等工业生产中含氯挥发性有机物废气的处理，具有较好的工业应用前景。
[0024]本专利技术的含氯挥发性有机物催化净化用催化剂，低温催化燃烧方法简便实用、效率高。
[0025]本专利技术的含氯挥发性有机物催化净化用催化剂，催化性能优异，具有高活性、高热稳定、高化学稳定性、高选择性以及广谱性，在实际工业废气净化治理应用方面具有广阔的前景。
附图说明
[0026]图1为纯的二氧化锰、掺杂以及负载后各个催化剂的XRD图谱。
[0027]图2为实施例1～4中催化剂300℃下的稳定性曲线示意图。
具体实施方式
[0028]为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。
[0029]实施例1
[0030]一种含氯挥发性有机物催化净化用催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0031]将高锰酸钾(0.07mol，11.06g)、乙酸锰(0.1mol，24.51g)和硫酸钛(0.034mol，8.16g)混合溶于250ml去离子水中，锰前驱体高锰酸钾的浓度为0.28mol/L，乙酸锰的浓度为0.40mol/L，锰前驱体高锰酸钾、乙酸锰之和与钛元素前驱体硫酸钛的摩尔比为5:1，加入硝酸调节pH至2，然后室本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含氯挥发性有机物催化净化用催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将锰前驱体与锆元素前驱体、钛元素前驱体、锡元素前驱体中的至少一种溶于去离子水中配成浓度为0.1～10mol/L的溶液，所述锰前驱体与锆元素前驱体、钛元素前驱体、锡元素前驱体中的至少一种的摩尔比为(1～20):1，加入硝酸调节pH至1.5～3，室温下搅拌10～60min；温度为70～170℃的条件下回流反应4～48h，经过洗涤、过滤、干燥，温度为300～450℃的条件下焙烧3～5h，焙烧的升温速率为0.5～5℃/min，得到混合氧化物；将上述混合氧化物、第一组分贵金属前驱体水溶液、第二组分前驱体水溶液通过过量浸渍法进行表面修饰改性，干燥，温度为300～450℃的条件下焙烧3～5h，焙烧的升温速率为0.5～5℃/min，得到所述含氯挥发性有机物催化净化用催化剂；所述锰前驱体选自高锰酸钾、硝酸锰、乙酸锰、硫酸锰、氯化锰中的至少一种；所述锆元素前驱体选自硝酸锆、氧氯化锆、氯化锆中的至少一种；所述钛元素前驱体选自硫酸钛、钛酸异丙脂、氯化钛中的至少一种；所述锡元素前驱体选自硫酸锡、氯化锡中的至少一种；所述第一组分贵金属前驱体选自氯铂酸、氯化钯、氯化钌、硝酸铂、氯钯酸、硝酸钯、氯钌酸及其盐、氯金酸中的至少一种；所述第二组分前驱体选...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈贡，戴启广，王幸宜，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：