用于氯乙烯催化燃烧的制造技术

本发明专利技术公开了一种用于氯乙烯催化燃烧反应的

【技术实现步骤摘要】
用于氯乙烯催化燃烧的Ru@CexZr1
‑
xO2催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及用于氯乙烯催化燃烧的
Ru@Ce
x
Zr1‑
x
O2催化剂及其制备方法和应用，具体地说，采用氧化共沉淀
‑
水热
‑
掺杂法制备
Ru@Ce
x
Zr1‑
x
O2催化剂，属于大气污染控制领域
。

技术介绍

[0002]我国已成为世界第一的聚氯乙烯（
PVC
）生产大国，生产过程中会产生大量含有二氯乙烷和氯乙烯的尾气，直接排放会造成资源浪费和环境严重污染
。
氯乙烯尾气的常用回收方法有活性炭或炭纤维吸附法
、
变压吸附法和膜分离法，但排放尾气中仍含有
0.1
～
2.0%
氯乙烯，远高于
《
烧碱
、
聚氯乙烯工业污染物排放标准
》
（
GB 15581
‑
2016
）中规定的氯乙烯和二氯乙烷的排放浓度限值（分别为
10
和
5 mg/m3）
。
对于低浓度含氯挥发性有机物（
CVOCs
）尾气，通常采用高温（
1200~1300℃
）热力焚烧技术和催化燃烧技术进行深度净化处理，将
CVOCs
转化为氯化氢
、
二氧化碳和水，然后用碱液进行吸收，实现尾气达标排放
。
高温热力焚烧技术需要外加天然气等辅助燃料，运行成本高，容易产生二次污染，而且高温焚烧炉是一个集燃烧
、
冷却
、
吸收为一体的复杂设备，对设备材质要求特别苛刻，经常造成焚烧炉不能长周期连续运行
。
而催化燃烧技术具有操作温度低，净化效率高，产生的热量可回收利用，无二次污染等优点，具有更好的发展前景，其关键是高性能的净化催化剂的开发
。
[0003]目前用于氯乙烯催化燃烧反应的常用催化剂有钙钛矿型催化剂
、
过渡金属复合氧化物催化剂和负载型贵金属催化剂
。
钙钛矿型催化剂结构稳定
、
热稳定性好且具有灵活的可调变性，如文献（
Appl. Catal. B: Environ., 2013, 134
‑
135: 310
‑
315
）报道的
La
0.8
Mg
0.2
MnO3钙钛矿型催化剂对于氯乙烯的催化燃烧反应表现出较好的催化活性，但是催化燃烧过程中容易产生较多的多氯副产物导致催化剂因氯中毒而失活
。
过渡金属复合氧化物催化剂因其价格低廉
、
活性良好而备受青睐，如文献（
Appl. Catal. B: Environ., 2019, 255: 117748
）报道的
Sn
‑
Mn
催化剂在氯乙烯催化燃烧中具有较好的活性，但是容易生成多氯副产物且稳定性较差
。
负载型贵金属催化剂通常具有很高的催化活性，如文献（
Environ. Sci. Technol., 2021, 55(15): 10734
‑
10743
）报道的
Ru/Co3O4催化剂具有优异的氯乙烯催化燃烧活性，但反应过程中也容易生成大量多氯副产物，催化剂的高温稳定性有待进一步提高
。
通过
Ru
物种催化的
Deacon
反应过程将氯乙烯在催化剂表面解离吸附的
Cl
物种及时除去，使催化剂保持较好的活性
、
选择性和稳定性
。
[0004]上述文献报道的各种催化剂虽然各有其优点，但是都存在以下不足之处：催化燃烧过程中容易产生多氯副产物，造成二次污染；催化剂活性中心容易因氯中毒而失活，导致催化剂稳定性较差；催化剂活性中心与载体之间的相互作用不强，容易导致贵金属活性组分的高温流失，使催化剂的高温稳定性较差
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于氯乙烯催化燃烧反应的高性能
Ru
基催化剂及其
制备方法，以克服现有催化剂存在的不足之处
。
[0006]本专利技术所述的用于氯乙烯催化燃烧反应的
Ru@Ce
x
Zr1‑
x
O2催化剂的组成及其重量百分比含量为：
Ru0.1~2.0%
，
Ce
x
Zr1‑
x
O298.0~99.9%
，本专利技术所述的
Ce
x
Zr1‑
x
O2载体中铈锆的摩尔比为
1:9~9:1。
[0007]本专利技术所述的用于氯乙烯催化燃烧反应的
Ru@Ce
x
Zr1‑
x
O2催化剂，采用氧化共沉淀
‑
水热
‑
掺杂法制备，具体包括如下步骤：将硝酸铈和硝酸氧锆溶于去离子水中，然后滴加一定量双氧水，再继续滴加氨水至
pH
值
=8~11
，然后转移到水热釜中，在
110
°
C~130
°
C
烘箱中放置
1~5
小时，然后在
40~70
°
C
水浴中滴加三氯化钌溶液，继续搅拌
1~3
小时后，抽滤，洗涤至中性，然后将所得沉淀依次在
100~120
°
C
干燥
8~16
小时，在
400~600
°
C
于空气气氛中焙烧
2~6
小时
。
[0008]本专利技术所述的
Ru@Ce
x
Zr1‑
x
O2催化剂用于氯乙烯催化燃烧反应中，其催化反应条件为：氯乙烯的浓度为
1000~9000ppm
，反应空速为
30000~90000mL
·
g
‑1·
h
‑1。
[0009]本专利技术采用氧化共沉淀
‑
水热
‑
掺杂法制备
Ru@Ce
x
Zr1‑
x
O2催化剂
。
由于
Ce(OH)3（
K
sp
=1.6*10
‑
20
）与
Zr(OH)4（
K
sp
=1.148*10
‑
57
）的溶度积相差太大，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
用于氯乙烯催化燃烧反应的
Ru@Ce
x
Zr1‑
x
O2催化剂，其特征在于，所述催化剂的组成及其重量百分比含量为：
Ru0.1~2.0%
，
Ce
x
Zr1‑
x
O298.0~99.9%。2.
权利要求1所述的用于氯乙烯催化燃烧反应的
Ru@Ce
x
Zr1‑
x
O2催化剂，其特征在于，
Ce
x
Zr1‑
x
O2载体中铈锆的摩尔比为
1:9~9:1。3.
制备权利要求1所述的用于氯乙烯催化燃烧反应的
Ru@Ce
x
Zr1‑
x
O2催化剂的方法，其特征在于，该制备方法为氧化共沉淀
‑
水热
‑
掺杂法制备，具体包括如下步骤：将硝酸铈和硝酸氧锆溶于去离子水中，然后滴加一定量双氧水，再继续滴加氨水至
pH
值

【专利技术属性】
技术研发人员：郭杨龙，谢宝成，詹望成，王爱勇，王丽，戴启广，郭耘，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：