【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂，具体涉及一种复合催化剂ruo2-nio-mo2c-mgo及制备方法。
技术介绍
1、精对苯二甲酸(简写为pta)是重要的化工原料，近年来随着工业化的发展与进步，对pta的需求与日俱增。然而，在制造pta的过程中容易产生pta废气。在pta废气中主要含有乙酸甲酯、甲苯及溴代烃等挥发性有机气体，若将这些气体直接排放，则会污染环境甚至危害人体健康。因此，治理pta废气十分必要。
2、目前，治理pta废气的方法主要有直接燃烧法、催化燃烧法、生物降解法、等离子体氧化法和光催化燃烧法等。其中，催化燃烧法由于其反应温度低、无需加入燃料且对环境几乎无污染等优点被作为处理pta废气的优选方法。
3、在催化燃烧法中用作pta废气的催化剂主要有两大类:第一大类为贵金属型催化剂，如pt、pd和rh等；此类催化剂具有催化活性高和选择性好等优点，但其也存在活性组分易流失和烧结等问题。第二大类为非贵金属氧化物催化剂，如以镍、铜、锰和钴等非贵金属氧化物作为催化剂活性组分；这类催化剂虽然成本较低，但催化活性不足，需要的反应温度高且活性组分易因积碳而失活。
4、综上所述，为了降低催化反应pta废气的催化剂成本，提高催化剂活性及催化剂寿命，需要研发出一种复合催化剂ruo2-nio-mo2c-mgo及制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种复合催化剂ruo2-nio-mo2c-mgo及制备方法，具体技术方案如下：
2、在第一方面，本专利
3、步骤s1、将钌源、镍源、钼源和镁源按质量比为0.5-3.5:3-7:10-20:72.5-86.5加入蒸馏水中搅拌至完全溶解，得到第一溶液；
4、s2：将螯合剂加入所述第一溶液中搅拌至完全溶解，得到第二溶液；所述螯合剂与所述第一溶液中溶质的质量比为1:15-30；
5、s3：将表面活性剂加入所述第二溶液中并在升温至60-100℃条件下搅拌制得溶胶凝胶状的预混物；所述表面活性剂与所述第二溶液中溶质的质量比为1:60-80；
6、s4：将所述预混物干燥处理后得到泡沫状的ruo2-nio-mo2c-mgo前体；
7、s5：将所述ruo2-nio-mo2c-mgo前体在空气氛围中煅烧处理后得到复合催化剂ruo2-nio-mo2c-mgo。
8、可选的，在所述复合催化剂ruo2-nio-mo2c-mgo中，所述nio的负载量为3wt％-7wt％，所述mo2c的负载量为10wt％-20wt％。
9、可选的，在步骤s1中，所述钌源包括氯化钌和醋酸钌中的任意一种；所述镍源包括硝酸镍和乙酸镍中的任意一种；所述钼源包括钼酸铵和乙酸钼中的任意一种；所述镁源包括硝酸镁和乙酸镁中的任意一种。
10、可选的，在步骤s2中，所述螯合剂包括柠檬酸和乙二醇中的至少一种。
11、可选的，在步骤s3中，所述表面活性剂包括β-环糊精、聚乙烯吡咯烷酮和富勒烯中的至少一种。
12、可选的，在步骤s4中，所述干燥处理采用的干燥温度为60-100℃，干燥时间为12-24h。
13、可选的，在步骤s5中，所述煅烧处理采用的煅烧温度为450-550℃，煅烧时间为4-6h。
14、可选的，在步骤s5中，所述煅烧处理采用的升温速率为3-5℃/min。
15、可选的，在步骤s1中，所述蒸馏水在所述第一溶液中的质量分数为50％-80％。
16、在第二方面，本专利技术提供了一种复合催化剂ruo2-nio-mo2c-mgo，采用所述复合催化剂ruo2-nio-mo2c-mgo的制备方法制备得到。
17、应用本专利技术的技术方案，至少具有以下有益效果：
18、(1)本专利技术提供的一种复合催化剂ruo2-nio-mo2c-mgo的制备方法，组合采用步骤s1-s5，即将所需用量的钌源、镍源、钼源、镁源、螯合剂和表面活性剂在限定的工艺条件下制备得到复合催化剂ruo2-nio-mo2c-mgo，该制备方法不仅降低催化反应pta废气的催化剂成本，还提高催化剂活性及催化剂寿命。具体的，在催化原理上，所述复合催化剂以ruo2和nio为活性组分，mo2c为助剂，mgo为载体；其中，以nio作为主活性成分，ruo2作为辅助活性组分，不仅具有催化活性，还能够有效分散nio，进而提升复合催化剂的催化效率，协同将pta废气催化氧化成co2和水等无害物质；
19、助剂mo2c能够防止主活性成分nio因碳沉积而失效；具体的，专利技术人考虑到在催化氧化过程中容易在活性组分nio的表面生成壳状碳和丝状碳而导致nio失活，即碳沉积导致nio失活；而壳状碳和丝状碳是由于催化反应中一些不完全的氧化反应产生的碳物质，这些碳物质会包裹在活性组分nio的表面，从而隔绝活性组分nio和pta废气的接触，从而导致复合催化剂活性下降甚至失活；而mo2c由于pta废气中存在的空气所包含的氧或者由ruo2和nio催化氧化pta废气所产生的含氧活性副产物，会使mo2c氧化成moo2，在高温的条件下moo2能够与包裹在nio表面上的壳状碳和丝状碳反应，再次生成mo2c，即碳化循环过程有助于去除包裹在nio表面上的壳状碳和丝状碳反应，从而恢复nio的催化活性，延长催化剂寿命；
20、载体mgo具有大的比表面积，为活性组分提供足够的附着位点，增大反应面，提升催化活性；
21、组合采用螯合剂、表面活性剂以及溶胶凝胶法制得溶胶凝胶状的预混物，在对预混物干燥处理过程中出现发泡现象，使得复合催化剂中活性组分的颗粒较小，提升活性组分的分散性，避免了复合催化剂在高温下活性组分因团聚而导致催化性能受限的问题；
22、另外，在使用表面活性剂时会产生多个且分散的大空腔结构，该大空腔结构能够限制包裹活性组分，进而形成多个分散的活性组分颗粒，提升活性组分的分散性。
23、(2)本专利技术中需要严格控制复合催化剂中所述nio的负载量为3wt％-7wt％，所述mo2c的负载量为10wt％-20wt％。原理如下：nio含量过高会导致pta尾气催化氧化速率快于碳化循环速率，从而导致复合催化剂因积碳而失活；nio含量过低，复合催化剂对pta尾气催化氧化速率低，复合催化剂活性下降。因此，本专利技术采用适宜的ni/mo含量能够增强复合催化剂的活性和稳定性，即通过调节ni/mo含量使ruo2-nio催化氧化pta尾气速率与碳化循环速率相匹配。
24、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
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1.一种复合催化剂RuO2-NiO-Mo2C-MgO的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的复合催化剂RuO2-NiO-Mo2C-MgO的制备方法，其特征在于，在所述复合催化剂RuO2-NiO-Mo2C-MgO中，所述NiO的负载量为3wt％-7wt％，所述Mo2C的负载量为10wt％-20wt％。
3.根据权利要求1所述的复合催化剂RuO2-NiO-Mo2C-MgO的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述钌源包括氯化钌和醋酸钌中的任意一种；所述镍源包括硝酸镍和乙酸镍中的任意一种；所述钼源包括钼酸铵和乙酸钼中的任意一种；所述镁源包括硝酸镁和乙酸镁中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的复合催化剂RuO2-NiO-Mo2C-MgO的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述螯合剂包括柠檬酸和乙二醇中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的复合催化剂RuO2-NiO-Mo2C-MgO的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述表面活性剂包括β-环糊精、聚乙烯吡咯烷酮和富勒烯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的
7.根据权利要求1所述的复合催化剂RuO2-NiO-Mo2C-MgO的制备方法，其特征在于，在步骤S5中，所述煅烧处理采用的煅烧温度为450-550℃，煅烧时间为4-6h。
8.根据权利要求1所述的复合催化剂RuO2-NiO-Mo2C-MgO的制备方法，其特征在于，在步骤S5中，所述煅烧处理采用的升温速率为3-5℃/min。
9.根据权利要求1所述的复合催化剂RuO2-NiO-Mo2C-MgO的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述蒸馏水在所述第一溶液中的质量分数为50％-80％。
10.一种复合催化剂RuO2-NiO-Mo2C-MgO，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的复合催化剂RuO2-NiO-Mo2C-MgO的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种复合催化剂ruo2-nio-mo2c-mgo的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的复合催化剂ruo2-nio-mo2c-mgo的制备方法，其特征在于，在所述复合催化剂ruo2-nio-mo2c-mgo中，所述nio的负载量为3wt％-7wt％，所述mo2c的负载量为10wt％-20wt％。
3.根据权利要求1所述的复合催化剂ruo2-nio-mo2c-mgo的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述钌源包括氯化钌和醋酸钌中的任意一种；所述镍源包括硝酸镍和乙酸镍中的任意一种；所述钼源包括钼酸铵和乙酸钼中的任意一种；所述镁源包括硝酸镁和乙酸镁中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的复合催化剂ruo2-nio-mo2c-mgo的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述螯合剂包括柠檬酸和乙二醇中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的复合催化剂ruo2-nio-mo2c-mgo的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，所述表面活性剂包括β-环糊精、聚乙...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩冰，蔡鹏鹏，李海涛，潘玉坤，韩耀庆，
申请(专利权)人：湖南立泰环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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