用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂及其制备方法，所述催化剂活性组分为RuO2，使用Zr

【技术实现步骤摘要】
用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于催化剂制备和工业源挥发性有机物催化燃烧治理
，具体地说是涉及一种用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]挥发性有机物(VOCs)是一类较为常见的大气污染物。含氯挥发性有机物(CVOCs)是VOCs诸多类别中的重要一类，其可作为原料、溶剂或中间体广泛应用于干洗、医药、金属加工、有机合成、农药制取、涂料生产等多个领域。大气中的CVOCs不仅会导致雾霾、光化学烟雾的形成，还会与臭氧发生反应从而导致臭氧层的破坏。此外，多数CVOCs具有较为稳定的化学性质，容易在生物体内富集，对人体健康具有严重的威胁。鉴于上述危害，CVOCs污染治理技术的研发尤为重要。
[0003]目前，CVOCs废气处理技术主要分为非破坏性的回收类技术和破坏性的降解类技术。回收技术主要借助于吸附、吸收、冷凝、膜分离等物理方法将气相CVOCs分子富集后再借助其它方法进行分离；降解技术则通过生物降解、燃烧、催化氧化等生化或化学的方法实现CVOCs的无害化处理。综合考虑各方法的适用范围、成本、处理彻底性等多方因素，催化氧化技术被认为是目前较具前景的CVOCs末端控制技术。
[0004]催化氧化技术的核心是催化剂的开发，导致CVOCs催化剂失活的主要原因有氯中毒失活和高温失活两大类。CVOCs催化氧化反应过程中由于C
‑
Cl键断裂产生的Cl物种如果不能被快速清除便会在催化剂表面聚积，对催化剂催化活性造成严重负面影响。现在的催化剂在高温条件下容易烧结失活，因此制备过程中一般的煅烧温度(热处理)不会超过600℃。如申请人之前研究的高效抗氯中毒的挥发性有机物催化氧化催化剂可以很好的解决氯中毒失活问题，但是由于催化剂对高热的不稳定性，在高温条件下容易烧结失活，对反应温度波动较为剧烈的实际工业应用环境适应性较差。
[0005]实际工业应用环境中反应气氛、流速等工况条件波动所引起的瞬时冲温会导致催化剂所处环境温度间歇性飞升，有时甚至高达700℃以上(远高于催化反应正常温度260℃～300℃)。温度波动所造成的热冲击会破坏催化剂结构形貌，缩短催化剂使用寿命，这也给CVOCs的高效稳定催化脱除提出了严峻挑战。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的缺点和不足，本专利技术提供了一种适用于高温含氯气氛条件下的，用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂，本专利技术催化剂具有催化活性高、抗氯中毒性能强及高热稳定性强等优点。
[0007]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：
[0008]一种用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂，所述催化剂活性组分为RuO2，使用Zr
y
Ti1‑
y
O2或MO
x
‑
Zr
y
Ti1‑
y
O2作为载体，所述催化剂在700℃以上热处理后保持稳
定的介孔结构和较高的比表面积。
[0009]作为优选，所述载体为Zr
0.4
Ti
0.6
O2，Zr
0.4
Ti
0.6
O2样品在850℃煅烧5小时后比表面积仍能保持20.85m2/g。
[0010]作为优选，所述催化剂为RuO2‑
Zr
0.4
Ti
0.6
O，所述催化剂在750℃条件下煅烧5小时后仍然具有稳定介孔结构和比表面积。
[0011]作为优选，所述MO
x
‑
Zr
y
Ti1‑
y
O2载体为Zr
y
Ti1‑
y
O2通过酸性金属氧化物MO
x
负载得到的混合金属氧化物。
[0012]作为优选，所述酸性金属氧化物MO
x
包括钨、铌、锑、钼、钒过渡金属氧化物中的一种或两种以上的任意组合；酸性金属氧化物的前驱体包括钨、铌、锑、钼、钒过渡金属的硝酸盐、醋酸盐、氯化盐、硫酸盐或草酸盐一种或两种以上的任意组合。
[0013]作为优选，活性组分以三氯化钌或硝酸钌为前驱体并通过H2O2预处理工艺制备得到RuO2纳米颗粒溶液用于活性组分负载。
[0014]一种所述用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂的制备方法，包括下述步骤：
[0015]取硝酸锆溶解在去离子水中，搅拌至完全溶解；然后根据Zr、Ti掺杂比例不同，将相应化学当量的钛源滴加至锆源的水溶液中，滴加完成后继续搅拌至溶液充分混合；用氨水滴定使其沉淀；将得到的沉积物多次洗涤后，在110℃条件下干燥10～24小时；然后在600℃～850℃下高温煅烧3～6小时，得到Zr
y
Ti1‑
y
O2载体；
[0016]活性组分RuO2使用氯化钌作为前驱体，经H2O2溶液预氧化后，得到RuO2纳米颗粒悬浮液，取上一步制得的Zr
y
Ti1‑
y
O2载体粉末进行湿式浸渍负载；浸渍负载后，将所得溶液旋蒸干燥；将所得粉末在110℃条件下烘干处理10～24小时，而后在600～850℃条件下煅烧3～6小时得到RuO2‑
Zr
y
Ti1‑
y
O2催化剂。
[0017]作为优选，所述催化剂为RuO2‑
Zr
0.4
Ti
0.6
O，所述催化剂在750℃条件下煅烧5小时后仍然具有稳定介孔结构和比表面积。
[0018]一种所述用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂的制备方法，包括下述步骤：
[0019]取硝酸锆溶解在去离子水中，搅拌至完全溶解；然后根据Zr、Ti掺杂比例不同，将相应化学当量的钛源滴加至锆源的水溶液中，滴加完成后继续搅拌至溶液充分混合；用氨水滴定使其沉淀；将得到的沉积物多次洗涤后，在110℃条件下干燥10～24小时；然后在600℃～850℃下高温煅烧3～6小时，得到Zr
y
Ti1‑
y
O2载体；
[0020]取上述制备得到的Zr
y
Ti1‑
y
O2载体，通过湿式浸渍负载酸性金属氧化物的前驱体，经烘干煅烧后得到有MO
x
杂多酸修饰的载体MO
x
‑
Zr
y
Ti1‑
y
O2；
[0021]活性组分RuO2使用氯化钌作为前驱体，经H2O2溶液预氧化后，得到RuO2纳米颗粒悬浮液，取上一步制得的MO
x
‑
Zr
y
Ti1‑
y
O2载体粉末进行湿式浸渍负载；浸渍负载后，将所得溶液旋蒸干燥；将所得粉末在110℃条件下烘干处理10～24小时，而后在600～850℃条件下煅烧3～6小时得到RuO2‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂，其特征在于：所述催化剂活性组分为RuO2，使用Zr
y
Ti1‑
y
O2或MO
x
‑
Zr
y
Ti1‑
y
O2作为载体，所述催化剂在700℃以上热处理后保持稳定介孔结构和比表面积。2.根据权利要求1所述用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂，其特征在于：所述载体为Zr
0.4
Ti
0.6
O2，Zr
0.4
Ti
0.6
O2样品在850℃煅烧5小时后比表面积仍能保持20.85m2/g。3.根据权利要求1或2所述用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂，其特征在于：所述催化剂为RuO2‑
Zr
0.4
Ti
0.6
O，所述催化剂在750℃条件下煅烧5小时后仍然具有稳定介孔结构和比表面积。4.根据权利要求1所述用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂，其特征在于：所述MO
x
‑
Zr
y
Ti1‑
y
O2载体为Zr
y
Ti1‑
y
O2通过酸性金属氧化物MO
x
负载得到的混合金属氧化物。5.根据权利要求4所述用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂，其特征在于：所述酸性金属氧化物MO
x
包括钨、铌、锑、钼、钒过渡金属氧化物中的一种或两种以上的任意组合；酸性金属氧化物的前驱体包括钨、铌、锑、钼、钒过渡金属的硝酸盐、醋酸盐、氯化盐、硫酸盐或草酸盐一种或两种以上的任意组合。6.根据权利要求1所述用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂，其特征在于：活性组分以三氯化钌或硝酸钌为前驱体并通过H2O2预处理工艺制备得到RuO2纳米颗粒溶液用于活性组分负载。7.一种权利要求1所述用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤：取硝酸锆溶解在去离子水中，搅拌至完全溶解；然后根据Zr、Ti掺杂比例不同，将相应化学当量的钛源滴加至锆源的水溶液中，滴加完成后继续搅拌至溶液充分混合；用氨水滴定使其沉淀；将得到的沉积物多次洗涤后，在110℃条件下干燥10～24小时；然后在600℃～850℃下高温煅烧3～6小时，得到Zr
y
Ti1‑
y
O2载体；活性组分RuO2使用氯化钌作为前驱体，经H2O2溶液预氧化后，得到RuO2纳米颗粒悬...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，杨洋，郑成航，郑重，周灿，宋浩，吴卫红，刘少俊，张霄，
申请(专利权)人：浙江大学嘉兴研究院，
类型：发明
国别省市：