锆钇复合柱撑蒙脱土负载钴催化剂的制备方法技术

一和锆钇复合柱撑蒙脱土负载钴催化剂的制备方法，其特征是以内蒙蒙脱土、氯化氧锆、硝酸钇和硝酸钴为原料，通过进行蒙脱土的钠离子交换、锆钇复合交联剂的合成、锆钇复合柱撑蒙脱土载体的制备和载体上钴的负载等步骤，得到锆钇复合柱撑蒙脱土负载钴催化剂。将此催化剂用于ＶＯＣｓ的催化氧化，获得很好的效果，其对丙酮、甲苯、乙酸乙酯完全氧化温度分别为２４０℃、２６０℃、２２０℃。价格便宜，具有很好的开发前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的，该改性蒙脱土负载钴催化 剂是一种催化氧化挥发性有机化合物(V0Cs)的有效催化剂。
技术介绍
催化燃烧是控制VOCs最有效的方法。研究发现，载体在提高催化剂活性方面起着很重要 的作用。与一般的催化剂载体相比，粘土作为天然的铝硅酸盐，由于分布广泛、储量丰富、 价格便宜具有很大的商业吸引力。柱撑改性后的粘土由于其多孔性、反应活性和热稳定性， 在用作催化剂载体方面更具有独特的作用。采用过渡金属为活性组分代替或部分代替传统的 贵金属催化剂，基于其资源丰度、成本、制备工艺以及性能等优势，在有机废气治理方面已 显示出越来越优越的开发应用前景。特别是近来国际市场贵金属的价格上涨很快，铂已达500 一600元/克，钯也上升到200元/克以上。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种不用贵金属的VOCs净化催化剂制备方法，具有成本低，催化性 能好的优点。本专利技术提供的，以Ca内蒙蒙脱土为起始粘 土原料，通过进行钠交换、锆钇复合交联剂的合成、锆钇复合柱撑蒙脱土的制备和负载活性组 分钴的四步法制备。本专利技术提供的，其歩骤为1. 钠交换以内蒙蒙脱土 (〈100目，Ca型)为初始原料。按lg蒙脱土加NaCl溶液(浓度为1. Omol/L) 100mL的用量的配比，在6(TC—7(TC温度条件下搅拌6小时后，离心分离。用去离子水洗涤 沉淀物至无氯离子(采用AgN03检测)，空气氛下ll(TC烘干，得到Na型蒙脱土(Na-MMT)。2. 锆钇复合交联剂的合成将ZrOCl2溶液和Y(N03)3溶液混合，溶液中4.0mol/L， Zr/Y=4 6:l (摩尔比)。将锆 钇混合溶液于8(TC 9(TC条件下磁力搅拌2小时，再恒温老化4小时，冷却至室温，得到锆 钇复合交联剂(Zr-Y-交联剂)。7(TC温度下搅拌0.5小时，制成lwty。Na型蒙脱土的悬浊液；将步骤2中锆钇复合交联剂， 按Zr/匿T为10隱ol/g的配比，慢慢滴加到Na型蒙脱土的悬浊液中，控制滴加时间1 2 小时滴完，继续在6(TC 7(TC温度下搅拌2小时，恒温老化4小时，再进行离心分离，用 去离子水洗涤至无Cr，于空气气氛下，ll(TC烘干，50(TC焙烧2小时，研磨过60 — 80目 筛，制得锆钇复合柱撑蒙脱土(Zr-Y-MMT); 4.锆钇复合柱撑蒙脱土负载钴催化剂的制备以上述制备的锆钇复合柱撑蒙脱土 (Zr-Y-羅T)为载体，用等体积浸渍法制备负载Co催化 齐U。将硝酸钴溶液，等体积浸渍于经60 80目过筛的载体中，控制钴的负载重量百分比为 10 12%，浸渍12小时，炒干，然后在空气氛下于ll(TC烘干lh， 50(TC焙烧lh，即制得本 专利技术的锆钇复合柱撑蒙脱土负载钴催化剂。本专利技术所述原料为Ca型内蒙蒙脱土，蒙脱土的层间距为1.522252nm，阳离子交换容量为 108. 4mmol/100g。吸附容量PNP〉=350mg/g。矿物组成主要以蒙脱石为主，含量大于95%，含 微量石英。本专利技术所述原料氯化氧锆为(ZrOCl2 8&0)，硝酸钇为(Y(NO丄*6H20)，硝酸钴为(Co(N03)2 6H20)。本专利技术Zr:Y的摩尔比为5:1。 本专利技术所述钴的负载重量百分比为11.4%。本专利技术采用锆钇复合柱撑蒙脱土载体。这种掺杂钇的新型柱撑蒙脱土材料具有较大的层间 距和比表面积，是一种性能优越载体。然后再在此载体上负载活性组分钴，制得锆钇复合柱撑 蒙脱土负载钴催化剂，采用此新型锆钇复合柱撑蒙脱土负载钴催化剂用于VOCs的催化净化， 可获得很好的效果。其完全氧化丙酮、甲苯、乙酸乙酯的温度分别为24(TC、 260°C、 22(TC。 特别是该催化剂上乙酸乙酯氧化，在240。C反应温度下能保持连续运转220小时活性不变，显 示了较好的使用寿命。与现有技术相比，不采用贵金属铂钯，成本低，催化性能更有所提高。 对丙酮、甲苯、乙酸乙酯的完全氧化温度下降了 80°C， 10°C， 50°C。 具体实施例方式实施例1:参照上述的制备歩骤(1)以Ca型内蒙蒙脱土为初始材料,用1.0mol/L的NaCl溶液与该蒙脱土混合(lg蒙脱土的 NaCl溶液用量为100mL)， 60'C 7(TC下强力机械搅拌6小时，离心分离，用去离子水洗涤沉淀 物至无Cl—(AgN03检测)，ll(TC烘干，得到Na型蒙脱土(Na-醒T)。(2)将Zr0Cl2溶液和Y(N0》3溶液混合，其溶液中=l. Omol/L， Zr/Y=6:l (摩尔比)。 然后在8(TC 9(TC条件下磁力搅拌2小时，恒温老化4小时，冷却至室温，即得锆钇复合交 联剂。(3) 将钠型蒙脱土配制成质量百分比为lwtJ悬浊液，在60 7(TC条件下磁力搅拌0. 5小时。(4) 按Zr/醒T为10國ol/g的配比，将锆钇复合交联剂缓慢(控制滴加时间为1一2小时)的 滴入上述蒙脱土悬浊液中，滴毕后继续加热搅拌2小时，然后再恒温老化4小时，离心分离， 用去离子水洗涤至无氯离子(AgN03检测)。(5) 将十.述前驱体在空气氛下，11(TC烘3 4小时，然后于50(TC焙烧2小时，研磨过60 80目筛，制得所需的稀七锆钇复合柱撑蒙脱土载体。(6) 将将硝酸钴溶液，等体积浸渍于经60 80目过筛的载体中，控制钴的负载重量百分 比为12%，浸渍时间为12小时，然后炒干。(7) 将此前驱体在空气气氛下烘干、焙烧，烘干温度为ll(TC，烘干时间为1小时；焙 烧温度为500'C，焙烧时间为1小时。实施例2:锆钇复合柱撑蒙脱土负载钴催化剂的一个具体实施例子，其步骤为 l.钠交换称取175.32g的NaCl，溶于3000ml的去离子水中，配置成l. Omol/L的溶液。然后再加入 30gCa型内蒙蒙脱土，在6(TC强力机械搅拌6小时，冷却至室温，倒掉上层清液，加去离子水 搅拌均匀，离心分离，用去离子水洗涤沉淀物至无Cl—(AgN03检测)，ll(TC烘干，得到Na型蒙 脱土 (Na-画T)。2. 锆钇复合交联剂的合成2. 1称取32. 2gZrOCl2 8H20和7. 661gY(N03)3 6H20，用去离子水配成100ml的混合溶液。 其溶液中4. Omol/L， Zr/Y=5:l (摩尔比)。2.2将上述溶液在9(TC条件下磁力搅拌2小时，再恒温老化4小时，冷却至室温，即得锆 钇复合交联剂。3. 锆钇复合柱撑蒙脱土的制备3. l称取4g钠型蒙脱土(薩T)于400ml去离子水中，在60。C条件下磁力搅拌0. 5小时，制 成lwt.y。的悬浊液。3. 2按Zr/腿T为10mmol/g的配比，将上述复合交联剂40ml缓慢(控制滴加时间为1—25小时)地滴入蒙脱土悬浊液中，滴毕后继续搅拌2小时，然后再恒温老化4小时，离心分离， 用去离子水洗涤至无氯离子(AgN03检测)。3. 3将上述前驱体在ll(TC烘干3 4小时，然后于50(TC焙烧2小时，研磨过60-80目筛， 即制得锆钇复合柱撑蒙脱土载体。 4.锆钇复合柱撑蒙脱土负载钴催化剂的制备4.1称取lg上述所制得的锆钇复合柱撑蒙脱土载体，加入lml浓度为1.93mol/L的 Co(N0:,)2溶液，使得钴的负载量为11.4%，然后浸渍12小时，炒干。4.2将此前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锆钇复合柱撑蒙脱土负载钴催化剂的制备方法，其步骤为：　（１）Ｎａ型蒙脱土的制备　以Ｃａ型内蒙蒙脱土为初始原料，蒙脱土＜１００目，按１ｇ蒙脱土加ＮａＣｌ溶液的用量１００ｍＬ的配比，加入浓度为１．０ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＣｌ溶液混合， 在６０℃～７０℃温度条件下搅拌６小时，离心分离，用去离子水洗涤沉淀物至无氯离子，空气氛下１１０℃烘干，得到Ｎａ型蒙脱土；　（２）锆钇复合交联剂的合成　将氯化氧锆溶液和硝酸钇溶液混合，控制Ｚｒ浓度为１．０ｍｏｌ／Ｌ和Ｚｒ∶Ｙ的摩尔 比４～６∶１，将锆钇混合溶液于８０℃～９０℃条件下磁力搅拌２小时，再恒温老化４小时，冷却至室温，得到锆钇复合交联剂；　（３）锆钇复合柱撑蒙脱土的制备　按１ｇ蒙脱土加１００ｍｌ去离子水的配比，将Ｎａ型蒙脱土分散到去离子水中，在６０ ℃～７０℃温度下搅拌０．５小时，制成１ｗｔ％Ｎａ型蒙脱土的悬浊液；将步骤２中锆钇复合交联剂，按１０ｍｍｏｌ的Ｚｒ加１ｇ的蒙脱土配比，慢慢滴加到Ｎａ型蒙脱土的悬浊液中，控制时间１～２小时，继续在６０℃～７０℃温度下搅拌２小时，恒温老化４小时，再进行离心分离，用去离子水洗涤至无Ｃｌ－，于空气气氛下，１１０℃烘干，５００℃焙烧２小时，研磨过６０－８０目筛，制得锆钇复合柱撑蒙脱土；　（４）锆钇复合柱撑蒙脱土负载钴催化剂的制备　以步骤３中制得的锆钇复合柱撑蒙脱土为载体，用等 体积浸渍法制备负载Ｃｏ催化剂；先将适量Ｃｏ（ＮＯ↓［３］）↓［２］水溶液，等体积浸渍于经６０～８０目过筛的载体中，控制Ｃｏ负载量为１０－１２ｗｔ％，浸渍１２小时，炒干，在空气氛下于１１０℃烘干１小时，５００℃焙烧１小时，制得锆钇复合柱撑蒙脱土负载钴催化剂。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，齐灵燕，周仁贤，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]