【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂，尤其是涉及一种用于制备氯气的催化剂载体及其组成的催化剂和催化剂的制备方法。
技术介绍
1、氯气被广泛用作制造工业和生活消费品，特别是聚氨酯和聚碳酸酯的反应中间体。然而，全球约50％的氯气最终以副产物氯化氢或氯盐的形式产生。尤其是甲苯二异氰酸酯(toluene diisocyanate，tdi)的生产，其中生产每摩尔tdi会产生4摩尔副产物hcl，尽管副产物氯化氢可以制成盐酸进行销售，但其市场需求有限。随着氯碱工业的大规模发展，全球氯气产量逐年增加，从2010年的6500万吨到2020年超8800万吨，致使副产物氯化氢远超过市场的需求。
2、将氯化氢转化制备氯气，可实现氯资源闭路循环利用，是处理回收的副产氯化氢最为有效的方法，并已在涉氯行业中形成高度共识。目前，将氯化氢转化为氯气的方法主要有直接氧化法、电解法和催化氧化法(deacon反应过程)。其中，催化氧化法以氧气为氧化剂，具有能耗低、无副反应等优点，是实现涉氯行业可持续发展的最佳途径。氯化氢催化氧化反应属于放热反应，为提高反应速率，采用低活性催化剂时需要较高的反应温度，将会大大降低氯化氢的平衡转化率，因此，研发低温高活性催化剂是实现氯化氢氧化制氯气的关键。自铜基催化剂(deacon催化剂)后，铁基、铬基、钌基、铈基等金属催化剂相继推出(acscatalysis,2013,3,1034)，其中，将二氧化钌负载在金红石型二氧化钛上的钌基催化剂的活性最高，但其低温(<320℃)反应速率仍有待提高。
技术实现思路b>
1、为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种催化剂载体、制备方法及用于制备氯气的催化剂和催化剂的制备方法，该催化剂克服了现有技术中的上述缺点，在较低的反应温度(300℃)下具有高的反应速率，可实现氯化氢转化率接近氯化氢平衡转化率。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是一种催化剂载体，所述催化剂载体为含有氧空位的金红石型二氧化钛。
3、一种催化剂载体的制备方法，将锐钛矿型二氧化钛置于惰性气氛中进行高温紫外处理，得到的催化剂载体为含有氧空位的金红石型二氧化钛。
4、于本专利技术一实施例中，惰性气氛为氮气、氦气和氩气中的任一种。
5、于本专利技术一实施例中，所述高温紫外处理的时间为0.5～6小时，所述高温的温度为600～1000℃。
6、于本专利技术一实施例中，所述紫外处理为采用紫外灯进行照射。
7、一种用于制备氯气的催化剂，所述催化剂的制备原料包括所述的催化剂载体和三氯化钌水溶液。
8、一种用于制备氯气的催化剂的制备方法，采用等体积浸渍法将三氯化钌水溶液浸渍到含有氧空位的金红石型二氧化钛上，在80～120℃干燥6～24小时后，再于250～350℃氧气或空气气氛下加热6～16小时。
9、于本专利技术一实施例中，所述三氯化钌水溶液的浓度为0.05g/ml。
10、于本专利技术一实施例中，所述含有氧空位的金红石型二氧化钛为将锐钛矿型二氧化钛置于惰性气氛中进行高温紫外处理得到。
11、所述催化剂用于催化氯化氢和氧气制备氯气。将催化剂填装到常压固定床反应器中，在氮气气氛下升温至300℃，并在此温度下吹扫一定时间后，关闭氮气，随后氯化氢和氧气分别以200ml/min和50ml/min的速率进入催化剂床层进行反应。
12、本专利技术的有益效果：
13、本专利技术以含有氧空位的金红石型二氧化钛为催化剂载体可使二氧化钌活性组分高度分散，制得的催化剂特别适用于催化氯化氢和氧气制氯气反应，在较低的反应温度(300℃)下具有高的反应速率，可实现氯化氢转化率接近氯化氢平衡转化率。
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1.一种催化剂载体，其特征在于，所述催化剂载体为含有氧空位的金红石型二氧化钛。
2.一种催化剂载体的制备方法，其特征在于，将锐钛矿型二氧化钛置于惰性气氛中进行高温紫外处理，得到的催化剂载体为含有氧空位的金红石型二氧化钛。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，惰性气氛为氮气、氦气和氩气中的任一种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述高温紫外处理的时间为0.5～6小时，所述高温的温度为600～1000℃。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述紫外处理为采用紫外灯进行照射。
6.一种用于制备氯气的催化剂，其特征在于，所述催化剂的制备原料包括权利要求1所述的催化剂载体和三氯化钌水溶液。
7.一种用于制备氯气的催化剂的制备方法，其特征在于，采用等体积浸渍法将三氯化钌水溶液浸渍到含有氧空位的金红石型二氧化钛上，在80～120℃干燥6～24小时后，再于250～350℃氧气或空气气氛下加热6～16小时。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述三氯化钌水溶液的浓度
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述含有氧空位的金红石型二氧化钛为将锐钛矿型二氧化钛置于惰性气氛中进行高温紫外处理得到。
...【技术特征摘要】
1.一种催化剂载体，其特征在于，所述催化剂载体为含有氧空位的金红石型二氧化钛。
2.一种催化剂载体的制备方法，其特征在于，将锐钛矿型二氧化钛置于惰性气氛中进行高温紫外处理，得到的催化剂载体为含有氧空位的金红石型二氧化钛。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，惰性气氛为氮气、氦气和氩气中的任一种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述高温紫外处理的时间为0.5～6小时，所述高温的温度为600～1000℃。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述紫外处理为采用紫外灯进行照射。
【专利技术属性】
技术研发人员：卢信清，邓梦珊，周黎旸，贾冰，王树华，汪洋，陈太珂，王宁伟，马睿，傅仰河，朱伟东，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：
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