CN104607234A - 一种用于一氯甲烷脱氯的分子筛基催化剂 - Google Patents
一种用于一氯甲烷脱氯的分子筛基催化剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104607234A CN104607234A CN201510012940.7A CN201510012940A CN104607234A CN 104607234 A CN104607234 A CN 104607234A CN 201510012940 A CN201510012940 A CN 201510012940A CN 104607234 A CN104607234 A CN 104607234A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- molecular sieve
- catalyst
- dechlorination
- based catalyst
- transition metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
一种用于一氯甲烷脱氯的分子筛基催化剂，其特征在于：包括一种微孔分子筛载体和一种过渡金属元素的氧化物；由以下方法制备得到：把1g已干燥的微孔分子筛浸渍在50ml硝酸盐乙醇溶液中,过渡金属负载量为5wt％；室温下搅拌，用旋转蒸发仪蒸馏至干燥，之后在80-120℃下干燥8-12h，在马弗炉中500-600℃焙烧4-8h。本发明的脱氯催化剂是采用浸渍法制备的过渡金属负载型ZSM-5催化剂。通过过渡金属与分子筛的协同作用，提高对含氯易挥发性有机化合物的脱氯能力。本发明的催化剂用于一氯甲烷中氯的脱除。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种用于提高一氯甲烷脱氯性能的催化剂制备方法。
背景技术
有机氯化合物是一种重要的化合物，广泛应用于各种化工原材料和试剂中。其中一些化合物不仅毒性较高，同时还难以降解，对环境和人类都造成威胁。其中含氯易挥发性有机化合物(CVOCs)是挥发性有机物(VOCs)中的重要的一类物质。它主要分为两大类：小分子有机氯化物和高聚合氯化物。一氯甲烷属于小分子氯化物，主要用于生产甲基氯硅烷、聚硅酮、甲基纤维素、四甲基铅。少量用于生产季铵化合物、农药。它在常温常压下是一种无色有毒可燃气体，排放到大气中不仅会造成空气污染和带来安全隐患，还会危害人体健康。因此我国颁布了《中华人民共和国大气污染防治法》来限制一氯甲烷这类有害气体的排放。
目前，催化燃烧法是消除一氯甲烷的一种高效且经济的方法。催化燃烧法的关键是寻找到活性高，选择性好，稳定性优良，价格较低的催化剂。
近年来，已有很多脱氯技术公开发表。如专利1064099以碱(土)金属化合物为活性组分制备脱氯剂，以无机粘土为粘结剂并加入适量水混料成型，经焙烧得到的脱氯剂可用于气体净化。专利1768905采用纳米钙铁复合金属氧化物的超细粉体作为脱氯剂的活性组分，经过沉淀、洗涤、过滤、烘干、研磨、焙烧制成脱氯剂，通过钙铁氧化物之间的协同作用，提高对有机氯化物的脱氯能力。专利1334139采用海泡石、碱金属和碱土金属的化合物为活性组分，实现高温脱氯的催化作用。
以上脱氯剂大多采用氧化物或碱金属作为活性组分，脱氯效率较低，组分单一，载体比表面积较低。微孔分子筛具有比表面积高，活性优良等优势，具有更广阔的研究前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于含氯易挥发性有机化合物的催化剂。
本发明的另一目的在于提供上述催化剂的制备方法。
本发明提供的催化剂具有脱氯效率高，副产物少，成本低的优点。
所发明的催化剂催化反应：CH3Cl+O2→H2O+CO2+HCl。
为实现上述目的，本发明提供的催化剂以微孔分子筛ZSM-5(Si/Al＝30)作为催化剂载体，以过渡金属Ce作为催化剂的活性组分，过渡金属以氧化物形式存在。催化剂中的物种可以包括Ce，Al，Si。其中催化剂中过渡金属元素质量占比为5％。
一种用于一氯甲烷脱氯的分子筛基催化剂，其特征在于：包括一种微孔分子筛载体和一种过渡金属元素的氧化物；过渡金属负载量为5wt％。
进一步，所述微孔分子筛载体为硅铝比为30的ZSM-5微孔分子筛，所述的过渡金属选自Ce。
本发明提供的制备上述催化剂的方法，主要步骤是：
通过浸渍法制备负载型催化剂。以硝酸盐为金属活性组分前驱体，把1g已干燥的微孔分子筛浸渍在50ml硝酸盐乙醇溶液中(负载量为5wt％),室温下搅拌12h，用旋转蒸发仪蒸馏至干燥，最后在空气氛围下550℃焙烧6h(升温速度为3℃/min)，得到负载型分子筛催化剂。
进一步，所述硝酸盐为六水合硝酸铈。
本发明提供的催化剂的活性可用如下方法评价：
采用固定床石英反应器来评价催化剂的活性，反应管内径为6mm，外径为8mm，催化剂粒度是40-60目。反应在常压下进行，反应温度200℃～550℃，气体总流量170ml/min，体积空速为恒定的15000h-1，氯甲烷浓度1500ppm，氧气浓度10％，氮气作为稀释气体。用Nicolet Nexus红外光谱分析仪(光程2.4m)定量反应后CH3Cl、CO、HCl的浓度，最终得到CH3Cl转化率和生成物产率。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
由上述公开的技术方案可见，本发明的脱氯催化剂是采用浸渍法制备的过渡金属负载型ZSM-5催化剂。通过过渡金属与分子筛的协同作用，提高对含氯易挥发性有机化合物的脱氯能力。
本发明的催化剂用于一氯甲烷中氯的脱除。
具体实施方式
为更好理解本发明的内容，下面通过实施例对本发明作进一步说明，但所举之例并不限制本发明的保护范围。
实施例1-5选择了硅铝比与比表面积均相近的不同载体进行活性评价反应。
实施例1
将1g已干燥的H-ZSM-5(Si/Al＝30)压片得到40-60目分子筛。经BET分析，制得的催化剂载体比表面积304.7m2/g。
实施例2
将1g已干燥的H-USY(Si/Al＝25)压片得到40-60目分子筛。经BET分析，制得的催化剂载体比表面积423.3m2/g。
实施例3
将1g已干燥的H-Beta(Si/Al＝22)压片得到40-60目分子筛。经BET分析，制得的催化剂载体比表面积443.0m2/g。
实施例4
将1g已干燥的H-MCM-22(Si/Al＝24)压片得到40-60目分子筛。经BET分析，制得的催化剂载体比表面积402.1m2/g。
实施例5
将1g已干燥的H-MCM-49(Si/Al＝24)压片得到40-60目分子筛。经BET分析，制得的催化剂载体比表面积380.4m2/g。
按催化剂活性评价方法对所制备的实施例1-5催化剂进行活性测试，从而得到CH3Cl的转化率。CH3Cl的转化率及反应产物产率详见表1。
表1：催化剂在不同载体下的CH3Cl脱除效率(％)
表1列出了实施例1-5所制备的催化剂活性测试结果，可见对于硅铝比与比表面积均相近的不同载体而言，活性差别不大，其中实施例1中的H-ZSM-5活性最优。
实施例6
以六水合硝酸铁为金属活性组分前驱体，把1g已干燥的ZSM-5(Si/Al＝30)微孔分子筛浸渍在50ml六水合硝酸铁乙醇溶液中(负载量为5wt％),室温下搅拌12h，用旋转蒸发仪蒸馏至干燥，最后在空气氛围下550℃焙烧6h(升温速度为3℃/min)，得到负载型分子筛催化剂Fe-ZSM-5。其中Fe元素在催化剂载体中的质量百分数为5％。经BET分析，制得的催化剂载体比表面积276.7m2/g。
实施例7
以六合水硝酸钴为金属活性组分前驱体，把1g已干燥的ZSM-5(Si/Al＝30)微孔分子筛浸渍在50ml六合水硝酸钴乙醇溶液中(负载量为5wt％)，室温下搅拌12h，用旋转蒸发仪蒸馏至干燥，最后在空气氛围下550℃焙烧6h(升温速度为3℃/min)，得到负载型分子筛催化剂Co-ZSM-5。其中Co元素在催化剂载体中的质量百分数为5％。经BET分析，制得的催化剂载体比表面积200.8m2/g。
实施例8
以六合水硝酸铈为金属活性组分前驱体，把1g已干燥的ZSM-5(Si/Al＝30)微孔分子筛浸渍在50ml六合水硝酸铈乙醇溶液中(负载量为5wt％)，室温下搅拌12h，用旋转蒸发仪蒸馏至干燥，最后在空气氛围下550℃焙烧6h(升温速度为3℃/min)，得到负载型分子筛催化剂Ce-ZSM-5。其中Ce元素在催化剂载体中的质量百分数为5％。经BET分析，制得的催化剂载体比表面积262.1m2/g。
实施例9
以50％质量百分比浓度硝酸锰为金属活性组分前驱体，把1g已干燥的ZSM-5(Si/Al＝30)微孔分子筛浸渍在一定浓度的50ml硝酸锰乙醇溶液中(负载量为5wt％)，室温下搅拌12h，用旋转蒸发仪蒸馏至干燥，最后在空气氛围下550℃焙烧6h(升温速度为3℃/min)，得到负载型分子筛催化剂Mn-ZSM-5。其中Mn元素在催化剂载体中的质量百分数为5％。经BET分析，制得的催化剂载体比表面积239.3m2/g。
按催化剂活性评价方法对所制备的实施例6-9催化剂进行活性测试，从而得到CH3Cl的转化率。CH3Cl的转化率详见表2。
表2：催化剂在过渡金属下的CH3Cl脱除效率(％)
表2列出了实施例6-9所制备的催化剂活性测试结果，可见以负载了过渡金属的H-ZSM-5催化剂均展现出较高的催化活性，其中负载Ce、Co、Fe的催化剂均在450℃-550℃达到100％转化率。实例8中Ce-ZSM-5的活性最优。
实施例10
以六合水硝酸铈为金属活性组分前驱体，把1g已干燥的ZSM-5(Si/Al＝107)微孔分子筛浸渍在50ml六合水硝酸铈乙醇溶液中(负载量为5wt％)，室温下搅拌12h，用旋转蒸发仪蒸馏至干燥，最后在空气氛围下550℃焙烧6h(升温速度为3℃/min)，得到负载型分子筛催化剂Ce-ZSM-5(Si/Al＝107)。其中Ce元素在催化剂载体中的质量百分数为5％。经BET分析，制得的催化剂载体比表面积264.8m2/g。按催化剂活性评价方法对所制备的实施例10催化剂进行活性测试，从而得到CH3Cl的转化率。CH3Cl的转化率详见表3，并与实施例8进行对比。
表3：催化剂在不同硅铝比下的CH3Cl脱除效率(％)
表3列出了实施例10所制备的催化剂活性测试结果，可见对于负载相同活性组分、具有不同硅铝比的相同载体而言，铝含量越高活性越强。
Claims (4)
1.一种用于一氯甲烷脱氯的分子筛基催化剂，其特征在于：包括一种微孔分子筛载体和一种过渡金属元素的氧化物；过渡金属负载量为5wt％。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述微孔分子筛载体为硅铝比为30的ZSM-5微孔分子筛，所述的过渡金属选自Ce。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述分子筛催化剂由以下方法制备得到：
将1g已干燥的微孔分子筛浸渍在50ml硝酸盐乙醇溶液中,过渡金属负载量为5wt％；室温下搅拌，用旋转蒸发仪蒸馏至干燥，之后在80-120℃下干燥8-12h，在马弗炉中500-600℃焙烧4-8h。
4.根据权利要求3所述的催化剂，其特征在于：所述硝酸盐为六水合硝酸铈。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510012940.7A CN104607234A (zh) | 2015-01-11 | 2015-01-11 | 一种用于一氯甲烷脱氯的分子筛基催化剂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510012940.7A CN104607234A (zh) | 2015-01-11 | 2015-01-11 | 一种用于一氯甲烷脱氯的分子筛基催化剂 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104607234A true CN104607234A (zh) | 2015-05-13 |
Family
ID=53142037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510012940.7A Pending CN104607234A (zh) | 2015-01-11 | 2015-01-11 | 一种用于一氯甲烷脱氯的分子筛基催化剂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104607234A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106475105A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-03-08 | 西安交通大学 | 一种双钙钛矿型复合金属氧化物催化剂及其制备方法与应用 |
| CN110302773A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-08 | 南京工业大学 | 一种用于含氯挥发性有机物催化燃烧的催化剂及其制备方法和应用 |
| CN116212932A (zh) * | 2023-05-10 | 2023-06-06 | 四川大学 | 催化燃烧降解CVOCs的催化剂及其制备方法和应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1830558A (zh) * | 2005-03-09 | 2006-09-13 | 北京化工大学 | 一种烷烃芳构化催化剂及其制备方法 |
-
2015
- 2015-01-11 CN CN201510012940.7A patent/CN104607234A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1830558A (zh) * | 2005-03-09 | 2006-09-13 | 北京化工大学 | 一种烷烃芳构化催化剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| RUNDUO ZHANG等: "Catalytic behaviors of chloromethane combustion over the metal-modified ZSM-5 zeolites with diverse SiO2/Al2O3 ratios", 《JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS A: CHEMICAL》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106475105A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-03-08 | 西安交通大学 | 一种双钙钛矿型复合金属氧化物催化剂及其制备方法与应用 |
| CN106475105B (zh) * | 2016-08-26 | 2019-02-05 | 西安交通大学 | 一种双钙钛矿型复合金属氧化物催化剂及其制备方法与应用 |
| CN110302773A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-08 | 南京工业大学 | 一种用于含氯挥发性有机物催化燃烧的催化剂及其制备方法和应用 |
| CN116212932A (zh) * | 2023-05-10 | 2023-06-06 | 四川大学 | 催化燃烧降解CVOCs的催化剂及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2013230403B2 (en) | Method for preparing solid nitrosyl ruthenium nitrate by using waste catalyst containing ruthenium | |
| CN102921473A (zh) | 一种新型氮改性碳材料催化剂载体及其制备方法和应用 | |
| CN103212288B (zh) | 一种用于脱除丙烯腈废气的方法 | |
| CN103566869B (zh) | 一种含铜分子筛吸附剂及其制备方法 | |
| CN104607234A (zh) | 一种用于一氯甲烷脱氯的分子筛基催化剂 | |
| CN105126930B (zh) | 一种催化剂载体的制备方法及其在氯化氢催化氧化中的应用 | |
| CN111085218A (zh) | 一种用于VOCs消除的锰钴复合氧化物催化剂及制备方法和应用 | |
| CN103769233B (zh) | 催化剂载体及制备方法和由该载体制备的催化剂及其应用 | |
| CN108479762A (zh) | 一种锰氧化物催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN104415794A (zh) | 一种磷改性催化剂载体及制备方法及应用 | |
| RU2684908C2 (ru) | Катализатор разложения закиси азота | |
| CN109453780A (zh) | 一种己内酰胺精制用加氢催化剂及其制备方法 | |
| CN108394950A (zh) | 一种吸附贵金属金离子的新方法 | |
| CN103551142A (zh) | 硝基苯加氢用Pt-C催化剂的制备方法 | |
| CN106423048B (zh) | 一种高选择性Fe/Co/Mn复合修饰分子筛吸附剂及吸附设备 | |
| CN109647501A (zh) | 一种多级孔Fe-β分子筛催化剂及其制备方法和用途 | |
| CN105618047B (zh) | 一种制备环氧化用银催化剂的方法及其应用 | |
| CN104588069A (zh) | 一种用于一氯甲烷脱氯的催化剂 | |
| CN109759109A (zh) | 氮修饰炭载贵金属加氢催化剂的制备和在硝基苯类化合物加氢反应中的应用 | |
| CN105392561A (zh) | 非均相催化剂和1,2-二氯乙烷的制造用催化剂体系 | |
| CN106607005A (zh) | 含氮化合物固体吸附剂及其制备方法 | |
| CN101638218A (zh) | 一种纳米复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN102861559A (zh) | 聚丙烯腈螯合树脂金属吸附剂的生产方法 | |
| CN103055940A (zh) | 一种载体负载金属盐的复合催化剂及其制备方法 | |
| CN1175478A (zh) | 一种高强度高耐热性和抗中毒性脱氧催化剂 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150513 |