CN102133541A - Cr-Ce复合分子筛催化剂的制备方法 - Google Patents

Cr-Ce复合分子筛催化剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的Cr-Ce复合分子筛催化剂的制备方法，以硝酸铬、硝酸亚铈和具有强酸性的H型分子筛为原料，采用浸渍法制备Cr-Ce复合分子筛催化剂，催化剂中Cr2O3和CeO2的含量分别为6%~30%和6%~10%，分子筛为H-USY或H-ZSM-5（SiO2/Al2O3比为22）分子筛的一种，制备工艺简单、成本低，对二氯甲烷(DCM)、二氯乙烷(DCE)和三氯乙烯(TCE)等含氯有机化合物有良好的催化降解活性和稳定性，CO2和HCl选择性高和无多氯烃等副产物产生。

Description

Cr-Ce复合分子筛催化剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种含氯有机废气燃烧催化剂的制备方法，特别是涉及Cr-Ce复合分子筛催化剂的制备方法。
背景技术
含氯挥发性有机物（CVOCs）是一类对环境和人类健康有着极大危害的化合物，常见的有二氯甲烷(DCM)、三氯甲烷(CF)、二氯乙烷(DCE)、三氯乙烯(TCE)、四氯化碳（CT）、氯苯(PhCl)等，它们作为一种常用的有机溶剂和化工生产过程中的半成品而得到广泛的应用。对于CVOCs的去除，目前主要采用热力燃烧的方法进行后处理，与热处理相比，催化燃烧由于其技术上和经济上的优势，是VOCs污染物净化处理的重要和很有效手段之一，同样，在消除CVOCs方面的应用也愈来愈受到人们的关注。大多数关于CVOCs催化燃烧催化剂的研究报道都集中在以下四类催化剂：贵金属、过渡金属氧化物、稀土及其复合氧化物和分子筛。贵金属催化剂活性高，但是价格昂贵并且容易受产物中含Cl物种毒化而失活。作为贵金属的替代品，过渡金属氧化物催化剂抗Cl失活性能强，但是氧化活性不高，其中CrOx活性最高，但是容易生成挥发性的CrO2Cl2，导致活性组分流失而失活。近年来，分子筛催化剂由于酸性中心的存在有利于反应物的吸附与活化，而特殊的孔道结构对产物具有一定的选择性，对CVOCs催化氧化具有较高的催化活性，但是容易因积碳而失活。稀土及其复合氧化物，尤其是CeO2和Ce-Zr复合氧化物具有良好的储氧能力和氧流动性，在催化消除CVOCs的反应中表现出良好的氧化性能，也引起了人们的广泛关注。因此，开发高效、稳定的含氯有机废气燃烧催化剂对于催化燃烧技术的广泛应用具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效的含氯有机废气燃烧催化剂，具体是指Cr-Ce复合分子筛催化剂的制备方法。
本发明的具体技术方案如下：
本发明提供的Cr-Ce复合分子筛催化剂的制备方法，以硝酸亚铈、硝酸铬和具有强酸性的H型分子筛为原料，采用浸渍法制备Cr-Ce复合分子筛催化剂，催化剂中Cr2O3和CeO2的含量分别为5%~30% 和6%~10%；Cr-Ce复合分子筛催化剂的制备步骤是：按所述Cr2O3和CeO2的含量，分子筛粉体等体积浸渍设定浓度的硝酸亚铈[Ce(NO3)3·6H2O]和硝酸铬[Cr(NO3)3·9H2O]的混合溶液，搅拌均匀后放置5小时，然后在100℃下干燥2小时，350℃下焙烧0.5小时，再在550℃下焙烧2小时处理，制得Cr-Ce复合分子筛催化剂。
本发明所述的H型分子筛为H-USY或H-ZSM-5（SiO2/Al2O3比为22）分子筛的一种。
本发明所述的Cr-Ce复合分子筛催化剂中Cr2O3和CeO2的最佳含量分别为7%~20% 和8%~10%。
本发明的有益效果如下：
本发明以廉价的硝酸亚铈、硝酸铬和工业化生产的分子筛为原料，采用浸渍法法制得Cr-Ce复合分子筛催化剂，制备工艺简单，催化剂成本低，是一种高效的含氯有机废气燃烧催化剂。该催化剂对二氯甲烷(DCM)、二氯乙烷(DCE)和三氯乙烯(TCE)等含氯有机化合物有良好的催化降解活性和稳定性，CO2和HCl选择性高，无多氯烃等副产物产生，对催化燃烧技术的广泛应用具有重要的意义。
具体实施方式
实施例1
将14.8g硝酸铬和3.2g硝酸亚铈溶解在水中，混合均匀后加入10.0g分子筛(H-USY或H-ZSM-5) 粉体。搅拌均匀后放置5小时，然后在100℃下干燥2小时，350℃下焙烧0.5小时，再在550℃下焙烧2小时处理，制得Cr-Ce复合分子筛催化剂，该催化剂中Cr2O3和CeO2的含量分别为20% 和9%。
实施例2
用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸铬的用量改为10.36g，硝酸亚铈的用量改为 2.99g，该催化剂中Cr2O3和CeO2的含量分别为15% 和9%。
实施例3
用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸铬的用量改为7.32g，硝酸亚铈的用量改为 3.19g，10.0g分子筛为H-USY，该催化剂中Cr2O3和CeO2的含量分别为11% 和10%。
实施例4
用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸铬的用量改为4.44g，硝酸亚铈的用量改为 3.04g，10.0g分子筛为H-ZSM-5，该催化剂中Cr2O3和CeO2的含量分别为7% 和10%。
1~4实例中催化剂对含氯有机物的催化降解活性如下表所示：
Figure 578686DEST_PATH_IMAGE001
注：0.3ml、粒径为40-60目的催化剂，空速为15000h－1。

Claims (3)

1.Cr-Ce复合分子筛催化剂的制备方法，其特征是，以硝酸铬、硝酸亚铈和H型分子筛为原料，采用浸渍法制备Cr-Ce复合分子筛催化剂，催化剂中Cr2O3和CeO2的含量分别为5%~30% 和6%~10%；制备步骤是：按所述Cr2O3和CeO2的含量，分子筛粉体等体积浸渍设定浓度的硝酸亚铈[Ce(NO3)3·6H2O]和硝酸铬[Cr(NO3)3·9H2O]的混合溶液，搅拌均匀后放置5小时，然后在100℃下干燥2小时，350℃下焙烧0.5小时，再在550℃下焙烧2小时处理，制得Cr-Ce复合分子筛催化剂。
2.根据权利要求1所述的Cr-Ce复合分子筛催化剂的制备方法，其特征是：所述的H型分子筛为H-USY、H-ZSM-5（SiO2/Al2O3比为22）分子筛的一种。
3.根据权利要求1所述的Cr-Ce复合分子筛催化剂的制备方法，其特征是：所述的Cr2O3和CeO2的最佳含量分别为7%~20% 和8%~10%。
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