CVOCs催化氧化用催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于催化剂领域，具体涉及一种CVOCs催化氧化用催化剂及其制备方法。制备方法包括下述步骤：将钴盐溶液、金属硝酸盐溶液和乙醇溶液混合为均匀溶液；加入聚乙烯吡咯烷酮；滴加碱液；静置冷却；离心沉淀干燥焙烧，即可得到用于CVOCs高效氧化的催化剂。通过本发明专利技术方法所制备的催化剂能够在较低温度下实现CVOCs的彻底氧化，并且催化剂具有良好的稳定性、原材料廉价易得，因而具有良好的实际应用价值和前景。价值和前景。价值和前景。

【技术实现步骤摘要】
CVOCs催化氧化用催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于催化剂领域，具体涉及一种CVOCs催化氧化用催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]按照世界卫生组织(WTO)的定义，挥发性有机化合物(VOCs，Volatile Organic Compounds)是一类沸点介于50
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250℃的化合物。在我国，VOCs通常指常温下饱和蒸气压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物。
[0003]含氯挥发性有机化合物(CVOCs，Chlorinated Volatile Organic Compounds)是VOCs中含量较多的一类，其主要的排放源包括石油化工行业、制药行业、涂料行业等。大部分的CVOCs具有高毒性、易挥发的特点，能够对自然环境和人类的生命健康造成持久性的危害。此外，部分COVCs物种能够在紫外线的照射下分解产生氯原子，进而与臭氧分子发生化学反应，导致臭氧层的破坏。因此，研发高效去除CVOCs的技术手段对人类社会以及大气环境都具有重要的意义。
[0004]目前，CVOCs的处理手段主要分为两大类，一类是富集回收技术，其中包括吸附法、吸收法、冷凝发、膜分离法等；另一类是销毁技术，常用的是直接燃烧法、光催化氧化法、催化燃烧法等。催化燃烧法是指在催化剂的作用下，CVOCs分子能够在较低温度下被迅速转化为水和二氧化碳，从而实现CVOCs的高效去除。与直接燃烧法相比，催化燃烧法所需的起燃温度低，通常为200
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400℃，这有效地节约了能耗；并且催化燃烧法的转化率高，能够达到98％以上，最终产物主要是CO2和HCl，不产生二噁英等剧毒物质。此外，催化燃烧法不受尾气浓度的限制，即使在低浓度CVOCs气体条件下依然可以实现CVOCs的高效降解。在实际生产中，通常采用吸附
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催化燃烧法相结合的模式，先将低浓度CVOCs气体富集，再进行催化燃烧处理。因此，催化燃烧法成为了实际工业应用中处理含CVOCs尾气的首要方案。但是目前还没有一种能够在较低温度下实现CVOCs的高效降解以及彻底氧化的催化剂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种CVOCs催化氧化用催化剂及其制备方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种CVOCs催化氧化用催化剂的制备方法，包括下述步骤：
[0008]1)将钴盐溶液、金属硝酸盐溶液和乙醇溶液混合为均匀溶液；
[0009]2)向步骤(1)得到的混合溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮；
[0010]3)向步骤(2)得到的混合溶液中滴加碱液；
[0011]4)将步骤(3)所得到的混合溶液转移到具有四氟乙烯内衬的水热釜中并将其静置冷却；
[0012]5)对冷却后得到的混合物进行离心沉淀，并用去离子水洗涤，随后干燥；
[0013]6)将所得干燥混合物放置于马弗炉中焙烧，即可得到用于CVOCs高效氧化的催化
剂。
[0014]步骤1)中的金属硝酸盐为硝酸锰、硝酸铈、硝酸锆、或者硝酸铬中的一种或者混合。
[0015]步骤1)中的钴盐为硝酸钴或者氯化钴中的一种或者混合。
[0016]步骤3)中的碱液为0.1
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5M的NaOH的水溶液，滴加速率为在90
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120min内滴加100
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120ml NaOH水溶液。
[0017]步骤1)中的钴盐溶液、金属硝酸盐中的钴与金属的摩尔比为20
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100:1。
[0018]步骤1)中的钴盐溶液、金属硝酸盐中的钴与金属的摩尔比为50:1。
[0019]本专利技术还包括一种所述的制备方法得到的CVOCs催化氧化用催化剂。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术提供了一种CVOCs催化氧化用催化剂，其主要为钴氧化物催化剂，能够在较低温度下实现CVOCs的高效降解以及彻底氧化。本申请的技术方案中通过调控钴氧化物中掺杂的金属元素种类以及金属元素的含量，实现催化活性与副产物选择性的共同提升。通过本专利技术方法所制备的催化剂能够在较低温度下实现CVOCs的彻底氧化，并且催化剂具有良好的稳定性、原材料廉价易得，因而具有良好的实际应用价值和前景。
附图说明
[0022]图1是本专利技术制备的不同锆含量的钴氧化物催化剂CVOCs氧化图谱；
[0023]图2是本专利技术制备的不同锆含量的钴氧化物催化剂二氧化碳选择性图谱；
[0024]图3是本专利技术制备的不同锆含量的钴氧化物催化剂氯副产物选择性图谱；
[0025]图4是本专利技术制备的掺杂不同硝酸盐的钴氧化物催化剂CVOCs氧化图谱；
[0026]图5是本专利技术制备的掺杂不同硝酸盐的钴氧化物催化剂CVOCs氧化图谱；
[0027]图6是本专利技术制备的掺杂不同硝酸盐的钴氧化物催化剂CVOCs氧化图谱；
[0028]图7是本专利技术制备的实施例二的稳定性测试。
具体实施方式
[0029]为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0030]实施例一：一种CVOCs催化氧化用催化剂的制备方法，具体步骤如下：
[0031](1)将20ml的去离子水和20ml乙醇搅拌混合均匀，并加入0.0165mol的硝酸钴与0.000165mol的硝酸锆，持续搅拌至混合均匀；
[0032](2)将4g聚乙烯吡咯烷酮倒入(1)中所述的混合溶液，并持续搅拌直至聚乙烯吡咯烷酮完全溶解；
[0033](3)在持续搅拌的情况下，在90min内向(2)中得到的混合溶液中加入100ml的0.4mol/L的NaOH溶液，并持续搅拌；
[0034](4)将步骤(3)所得到的混合溶液转移到具有四氟乙烯内衬的水热釜中并将其在120℃下静置10h；
[0035](5)通过离心的方法将(4)中得到的混合溶液进行分离，并使用去离子水洗涤5次；
[0036](6)将(5)中得到的混合物放置于马弗炉中在350℃下焙烧3h。即可得到CVOCs催化
氧化用的催化剂A。
[0037]实施例二：一种CVOCs催化氧化用催化剂的制备方法，其基本步骤与实施例一相同，不同的部分包括：步骤(1)中0.000165mol硝酸锆被替代为0.00033mol硝酸锆，即可得到CVOCs催化氧化用的催化剂B；
[0038]实施例三：一种CVOCs催化氧化用催化剂的制备方法，其基本步骤与实施例一相同，不同的部分包括：步骤(1)中0.000165mol硝酸锆被替代为0.000825mol硝酸锆，即可得到CVOCs催化氧化用的催化剂C；
[0039]实施例四：一种CVOCs催化氧化用催化剂的制备方法，其基本步骤与实施例一相同，不同的部分包括：步骤(1)中0.000165mol硝酸锆被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CVOCs催化氧化用催化剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：1)将钴盐溶液、金属硝酸盐溶液和乙醇溶液混合为均匀溶液；2)向步骤(1)得到的混合溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮；3)向步骤(2)得到的混合溶液中滴加碱液；4)将步骤(3)所得到的混合溶液转移到具有四氟乙烯内衬的水热釜中并将其静置冷却；5)对冷却后得到的混合物进行离心沉淀，并用去离子水洗涤，随后干燥；6)将所得干燥混合物放置于马弗炉中焙烧，即可得到用于CVOCs高效氧化的催化剂。2.根据权利要求1所述的CVOCs催化氧化用催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中的金属硝酸盐为硝酸锰、硝酸铈、硝酸锆、或者硝酸铬中的一种或者混合。3.根据权利要求1所述的CVOCs催化氧化用催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中的钴盐为硝酸钴或者氯化钴中的一种或...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆岭，王云翀，单苍鹏，黄昊龙，韩瑞，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：