CN111686805A - 一种低温催化氧化VOCs的催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温催化氧化VOCs的催化剂及其制备方法，通过介孔锰锆复合氧化物的制备、离子液体前驱体NMMPS的合成、介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体复合载体的制备、活性组分Ru的负载得到催化剂，该催化剂以具有介孔结构的锰锆复合氧化物与锆基固体离子液体相结合作为载体，以贵金属Ru为活性组分，所述锆基固态离子液体为Zr0.25[NMMPS]2PW12O40、Zr0.5[NMMPS]PW12O40、Zr0.25[NMMPS]HPW12O40中的一种。本发明的催化剂在相对较低温度条件下就可以将氯苯和三氯乙烯完全催化转化为二氧化碳、水和HCl，并具有较高的反应稳定性。
Description
技术领域
本发明属于资源与环境技术领域，涉及一种VOCs催化氧化技术，特别是涉及一种低温催化氧化VOCs的催化剂及其制备方法。
背景技术
我国工业源VOCs排放涉及行业众多，不同行业排放的VOCs种类、浓度和工况条件千差万别，甚至对于同一行业，因生产原料和工艺技术等差别，排放VOCs的种类和浓度也差异巨大。因此，很难采用单一的工艺技术来控制所有工业源VOCs的排放，需要根据不同行业的排放特征，制定适宜的控制策略及技术路径。
含氯类挥发性有机物作为VOCs中重要的一类，主要包括氯苯、二氯苯、三氯苯、氯甲苯、三氯乙烯等。在氯苯类有机物的生产和使用环节，其通过挥发或废气排放进入到大气当中。此外，在垃圾焚烧、水泥行业、电炉炼钢生产和初级铜冶炼等生产过程中，也会产生含氯类有机物。几乎所有含氯类有机物都具有“三致”毒性，被美国环保局列为优先控制污染物。含氯类有机物的化学性质稳定，具有生物累积效应，这类污染物进入环境中，会对生态环境和人类健康造成长期危害。含氯挥发性有机污染物催化燃烧中催化剂的开发首要解决的关键问题是提高催化剂的使用寿命。虽然，部分过渡金属氧化物如氧化锰、氧化铈等在催化燃烧含氯有机物中表现出较好的活性，这些过渡金属氧化物甚至可以达到与贵金属一样的催化活性，但是都无法避免催化剂氯化中毒的问题。催化剂表面吸附的氯可与金属离子形成氯氧化合物或氯化物，从而减少催化剂的活性中心数量或影响活性中心的氧化还原性能，并抑制催化剂的活性。此外，这一过程还增加了生成高毒性多氯副产物，特别是二噁英的环境风险。
中国专利CN108295852A公开了一种针对含氯挥发性有机物催化氧化反应的Ce-Zr类催化剂，尤其是一种Ru/CeZrOx型催化剂，可以实现在较低的温度下仍保持较好的活性和转化率。中国专利CN103962127A公开了一种用于氯代芳烃燃烧的催化剂，其为Sr、Ce、Mg、Al、Fe、Co、Ni、Cu掺杂的钙钛矿结构的LaMnO3，该催化剂制备简单，成本低廉，热稳定性好，但催化活性低，且易低温氯中毒。但是，现有的含氯挥发性有机物催化氧化的催化剂抗水性和抗硫性较差，对含氯挥发性有机物烟气的含水量和含硫量有较高的要求，在进行催化氧化降解之前，需要先对烟气进行脱水和脱硫，这进一步限制了催化剂的实际应用。
发明内容
针对氯苯和三氯乙烯在催化氧化过程中催化剂容易发生氯中毒和传统烟气中水分和SO2含量高共同造成催化剂中毒失活的问题，本发明公开了一种低温催化氧化VOCs的催化剂及其制备方法，以具有介孔结构的锰锆复合氧化物与锆基固体离子液体相结合作为载体，以贵金属Ru为活性组分用于低温条件下氯苯和三氯乙烯的催化净化。所述催化剂活性组分在载体上高度分散，该催化剂在相对较低温度条件下就可以将氯苯和三氯乙烯完全催化转化为二氧化碳、水和HCl，并具有较高的反应稳定性。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一方面，本发明公开了一种低温催化氧化VOCs的催化剂，以介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体作为复合载体，以Ru为活性组分，所述锆基固态离子液体为Zr0.25[NMMPS]2PW12O40、Zr0.5[NMMPS]PW12O40、Zr0.25[NMMPS]HPW12O40中的一种，所述活性组分Ru是采用光化学沉积方法负载，且催化剂中Ru含量为1.0~3.0wt%。
另一方面，本发明还公开了一种低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，是通过如下步骤实现的：
（1）介孔锰锆复合氧化物的制备
将醋酸锰溶液和硝酸氧锆溶液在室温下搅拌混合10~20min后，加入尿素和PVP继续搅拌25~35min，然后将所得的混合溶液于85~95℃处理12~24 h后，依次经离心、洗涤、干燥，再于350~450 ℃焙烧3~6h得到介孔锰锆复合氧化物；所述醋酸锰和硝酸氧锆的物质的量之比为(0.5~2):1，所述尿素的加入量为醋酸锰和硝酸氧锆总物质的量的10~15倍，所述PVP的加入量为醋酸锰和硝酸氧锆总质量的4~6wt%；所述醋酸锰溶液的浓度为0.1~0.3 mol/L，所述硝酸氧锆溶液的浓度为0.1 ~ 0.3 mol/L；
（2）复合载体的制备
1）离子液体前驱体NMMPS的合成
将超声反应器中加入 1,3-丙烷磺酸内酯和对二甲苯，溶解后向超声反应器中通入N21~2h；然后打开超声反应器并将功率维持在200W~300W，并通过恒压滴液漏斗以10~15滴/min的速度向超声反应器中滴加吗啡啉，滴加完毕后继续反应4~6h得到乳白色反应混合物，再将反应混合物进行离心，所得的白色沉淀用乙酸乙酯洗涤后，再在75~85℃下干燥5~8h，所得到的固体即为NMMPS；吗啡啉与1,3-丙烷磺酸内酯的摩尔比为1:1；
2）介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体复合载体的制备
向去离子水中加入介孔锰锆复合氧化物、硝酸氧锆、NMMPS、磷钨酸得到混合物，在室温下搅拌25~35min后转移至超声反应器中再于200W~400W反应5h~10h，然后依次进行离心、干燥后得到介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体的复合载体；混合物中锰锆复合氧化物的质量浓度为10~20g/100mL；硝酸氧锆、NMMPS、磷钨酸的摩尔比为(0.25~0.50) : (1.0~2.0):1.0混合反应得到锆基固态离子液体；所述锆基固态离子液体中NMMPS的物质的量浓度为0.10 mol/L；所述锆基固态离子液体为Zr0.25[NMMPS]2PW12O40、Zr0.5[NMMPS]PW12O40、Zr0.25[NMMPS]HPW12O40中的一种；进一步地，干燥条件为80~90℃干燥6~8h；在步骤2）中进行的是将锆基固态离子液体的原位负载到介孔锰锆复合氧化物上；
（3）活性组分Ru的负载
向三口烧瓶中依次加入氯化钌溶液、复合载体、甲酸，然后向三口烧瓶中通入N2 30min以驱除其中的氧气，并在250W紫外光的照射下搅拌反应2~6 h，将所得的混合物经离心、洗涤、干燥得到Ru含量为1.0~3.0wt%的催化剂。
作为一种优选实施方式，步骤（2）中的分步骤1）中，所述1,3-丙烷磺酸内酯在对二甲苯中的物质的量浓度为1 moL/L，1,3-丙烷磺酸内酯与吗啡啉的物质的量之比为1:1；进一步地，N2的流速为20~50mL/min。
作为一种优选实施方式，步骤（3）中，N2的流速为20~30mL/min，钌的质量浓度为60mg/L，钌与复合载体的质量比为(1-3):(97-99)，保持甲酸和水的体积比为1:20。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1）在催化降解氯苯的过程中，生成的产物中HCl作为一种酸性气体，会竞争性吸附在催化剂表面抑制氯苯的吸附和降解过程；而锆基固态离子液体具有较多的酸性位点和强酸性从而可以在载体表面形成独特的微环境，一方面可以抑制HCl类酸性气体对载体的侵蚀；另一方面可以强化载体与活性组分之间的相互作用，从而加强反应活性；
2）贵金属Ru物种与常规氧化物载体之间的因无化学键的结合而导致在反应过程中容易流失，采用固态离子液体对载体修饰后具有多电荷特征的杂多酸根作为阴离子可以对活性组分Ru起到锚定作用，从而可以抑制活性组分的流失进而强化其反应稳定性；
3）锆基固态离子液体不同于常规的液体离子液体，其熔点都在350℃以上，其不会因为低温加热而发生状态变化而导致催化剂失活。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
一种低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，是通过如下步骤实现的：
（1）介孔锰锆复合氧化物的制备
将醋酸锰溶液和硝酸氧锆溶液在室温下搅拌混合10min后，加入尿素和PVP继续搅拌25min，然后将所得的混合溶液于85℃处理24 h后，依次经离心、洗涤、干燥，再于350 ℃焙烧6h得到介孔锰锆复合氧化物；所述醋酸锰和硝酸氧锆的物质的量之比为0.5:1，所述尿素的加入量为醋酸锰和硝酸氧锆总物质的量的10倍，所述PVP的加入量为醋酸锰和硝酸氧锆总质量的4 wt%，所述醋酸锰溶液的浓度为0.15mol/L的醋酸锰溶液，所述硝酸氧锆溶液的浓度为0.3mol/L；
（2）复合载体的制备
1）离子液体前驱体NMMPS的合成
将超声反应器中加入 1,3-丙烷磺酸内酯和对二甲苯，溶解后向超声反应器中以20mL/min的流速通入N2 2h；然后打开超声反应器并将功率维持在200W，并通过恒压滴液漏斗以10滴/min的速度向超声反应器中滴加吗啡啉，滴加完毕后继续反应4h得到乳白色反应混合物，再将反应混合物进行离心，所得的白色沉淀用乙酸乙酯洗涤三次后，再在75℃下干燥8 h，所得到的固体即为NMMPS；所述1,3-丙烷磺酸内酯在对二甲苯中的物质的量浓度为1moL/L，1,3-丙烷磺酸内酯与吗啡啉的物质的量之比为1：1；
2）介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体复合载体的制备
向去离子水中加入介孔锰锆复合氧化物、硝酸氧锆、NMMPS、磷钨酸得到混合物，在室温下搅拌25 min后转移至超声反应器中再于200W反应10h，然后依次进行离心、80 ℃干燥8h得到介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体的复合载体；混合物中锰锆复合氧化物的质量浓度为10 g/100mL；硝酸氧锆、NMMPS、磷钨酸的摩尔比为0.25 : 2.0:1.0；混合物中NMMPS的物质的量浓度为0.10 mol/L；该步骤中制备的离子液体为Zr0.25[NMMPS]2PW12O40；
（3）活性组分Ru的负载
向三口烧瓶中依次加入氯化钌溶液、复合载体、甲酸，然后向三口烧瓶中通入N2 30min以驱除其中的氧气，N2的流速为20 mL/min，并在250W紫外光的照射下搅拌反应2 h，将所得的混合物经离心、洗涤、干燥得到Ru含量为1.0 wt%的催化剂；其中，钌的质量浓度为60 mg/L，钌与复合载体的质量比为1:99，保持甲酸和水的体积比为1:20，所得催化剂标记为催化剂A。
实施例2
一种低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，是通过如下步骤实现的：
（1）介孔锰锆复合氧化物的制备
将醋酸锰溶液和硝酸氧锆溶液在室温下搅拌混合20min后，加入尿素和PVP继续搅拌35min，然后将所得的混合溶液于95℃处理12 h后，依次经离心、洗涤、干燥，再于450 ℃焙烧3h得到介孔锰锆复合氧化物；所述醋酸锰和硝酸氧锆的物质的量之比为2:1，所述尿素的加入量为醋酸锰和硝酸氧锆总物质的量的15倍，所述PVP的加入量为醋酸锰和硝酸氧锆总质量的6wt%；所述醋酸锰溶液的浓度为0.3 mol/L，所述硝酸氧锆溶液的浓度为0.15 mol/L；
（2）复合载体的制备
1）离子液体前驱体NMMPS的合成
将超声反应器中加入 1,3-丙烷磺酸内酯和对二甲苯，溶解后向超声反应器中通入N2 2h；然后打开超声反应器并将功率维持在300W，并通过恒压滴液漏斗以15滴/min的速度向超声反应器中滴加吗啡啉，滴加完毕后继续反应6h得到乳白色反应混合物，再将反应混合物进行离心，所得的白色沉淀用乙酸乙酯洗涤后，再在85℃下干燥5 h，所得到的固体即为NMMPS；吗啡啉与1,3-丙烷磺酸内酯的摩尔比为1:1；
2）介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体复合载体的制备
向去离子水中加入介孔锰锆复合氧化物、硝酸氧锆、NMMPS、磷钨酸得到混合物，在室温下搅拌35 min后转移至超声反应器中再于400 W反应5h，然后依次进行离心、干燥后得到介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体的复合载体；混合物中锰锆复合氧化物的质量浓度为20 g/100mL；硝酸氧锆、NMMPS、磷钨酸的摩尔比为0.50: 1.0:1.0；混合物中NMMPS的物质的量浓度为0.10 mol/L；进一步地，干燥条件为90℃干燥6 h；该步骤中制备的离子液体为Zr0.5[NMMPS]PW12O40。
（3）活性组分Ru的负载
向三口烧瓶中依次加入氯化钌溶液、复合载体、甲酸，然后向三口烧瓶中通入N2 30min以驱除其中的氧气，N2的流速为30 mL/min，并在250W紫外光的照射下搅拌反应6 h，将所得的混合物经离心、洗涤、干燥得到Ru含量为3.0wt%的催化剂。其中钌的质量浓度为60 mg/L，钌与复合载体的质量比为3:97，保持甲酸和水的体积比为1:20，所得催化剂标记为催化剂B。
实施例3
一种低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，是通过如下步骤实现的：
（1）介孔锰锆复合氧化物的制备
将醋酸锰溶液和硝酸氧锆溶液在室温下搅拌混合15 min后，加入尿素和PVP继续搅拌30 min，然后将所得的混合溶液于90 ℃处理18 h后，依次经离心、洗涤、干燥，再于400 ℃焙烧5 h得到介孔锰锆复合氧化物；所述醋酸锰和硝酸氧锆的物质的量之比为1:1，所述尿素的加入量为醋酸锰和硝酸氧锆总物质的量的13倍，所述PVP的加入量为醋酸锰和硝酸氧锆总质量的5wt%，所述醋酸锰溶液的浓度为0.2 mol/L，所述硝酸氧锆溶液的浓度为0.2mol/L；
（2）复合载体的制备
1）离子液体前驱体NMMPS的合成
将超声反应器中加入 1,3-丙烷磺酸内酯和对二甲苯，溶解后向超声反应器中以35mL/min的流速通入N2 90min；然后打开超声反应器并将功率维持在250 W，并通过恒压滴液漏斗以12滴/min的速度向超声反应器中滴加吗啡啉，滴加完毕后继续反应5 h得到乳白色反应混合物，再将反应混合物进行离心，所得的白色沉淀用乙酸乙酯洗涤三次后，再在80℃下干燥6 h，所得到的固体即为NMMPS；所述1,3-丙烷磺酸内酯在对二甲苯中的物质的量浓度为1moL/L，1,3-丙烷磺酸内酯与吗啡啉的物质的量之比为1:1；
2）介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体复合载体的制备
向去离子水中加入介孔锰锆复合氧化物、硝酸氧锆、NMMPS、磷钨酸得到混合物，在室温下搅拌30 min后转移至超声反应器中再于300W反应8 h，然后依次进行离心、85 ℃干燥7 h得到介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体的复合载体；混合物中锰锆复合氧化物的质量浓度为15 g/100mL；硝酸氧锆、NMMPS、磷钨酸的摩尔比为0.25: 1.0:1.0；混合物中NMMPS的物质的量浓度为0.10 mol/L;该步骤中所制得的离子液体为Zr0.25[NMMPS]HPW12O40。
（3）活性组分Ru的负载
向三口烧瓶中依次加入氯化钌溶液、复合载体、甲酸，然后向三口烧瓶中通入N2 30min以驱除其中的氧气，N2的流速为25 mL/min，并在250W紫外光的照射下搅拌反应4 h，将所得的混合物经离心、洗涤、干燥得到Ru含量为2.0wt%的催化剂。其中钌的质量浓度为60 mg/L，钌与复合载体的质量比为2:98，保持甲酸和水的体积比为1:20，所得催化剂标记为催化剂C。
对比例1
（1）介孔锰锆复合氧化物的制备
将醋酸锰溶液和硝酸氧锆溶液在室温下搅拌混合15 min后，加入尿素和PVP继续搅拌30 min，然后将所得的混合溶液于90 ℃处理18 h后，依次经离心、洗涤、干燥，再于400 ℃焙烧5 h得到介孔锰锆复合氧化物；所述醋酸锰和硝酸氧锆的物质的量之比为1:1，所述尿素的加入量为醋酸锰和硝酸氧锆总物质的量的13倍，所述PVP的加入量为醋酸锰和硝酸氧锆总质量的5wt%，所述醋酸锰溶液的浓度为0.2 mol/L，所述硝酸氧锆溶液的浓度为0.2mol/L；
（2）活性组分Ru的负载
向三口烧瓶中依次加入氯化钌溶液、复合载体、甲酸，然后向三口烧瓶中通入N2 30min以驱除其中的氧气，N2的流速为25 mL/min，并在250W紫外光的照射下搅拌反应4 h，将所得的混合物经离心、洗涤、干燥得到Ru含量为2.0wt%的催化剂。其中钌的质量浓度为60 mg/L，钌与复合载体的质量比为2:98，保持甲酸和水的体积比为1:20，所得催化剂标记为催化剂D。
对比例2
（1）离子液体前驱体NMMPS的合成
将超声反应器中加入 1,3-丙烷磺酸内酯和对二甲苯，溶解后向超声反应器中以35mL/min的流速通入N2 90min；然后打开超声反应器并将功率维持在250 W，并通过恒压滴液漏斗以12滴/min的速度向超声反应器中滴加吗啡啉，滴加完毕后继续反应5 h得到乳白色反应混合物，再将反应混合物进行离心，所得的白色沉淀用乙酸乙酯洗涤三次后，再在80℃下干燥6 h，所得到的固体即为NMMPS；所述1,3-丙烷磺酸内酯在对二甲苯中的物质的量浓度为1moL/L，1,3-丙烷磺酸内酯与吗啡啉的物质的量之比为1:1；
（2）锆基固态离子液体的制备
向去离子水中加入硝酸氧锆、NMMPS、磷钨酸得到混合物，在室温下搅拌30 min后转移至超声反应器中再于300W反应8 h，然后依次进行离心、85 ℃干燥7 h得到锆基固态离子液体Zr0.25[NMMPS]HPW12O40；混合物中硝酸氧锆、NMMPS、磷钨酸的摩尔比为0.25: 1.0:1.0；混合物中NMMPS的物质的量浓度为0.10 mol/L;
（3）活性组分Ru的负载
向三口烧瓶中依次加入氯化钌溶液、复合载体、甲酸，然后向三口烧瓶中通入N2 30min以驱除其中的氧气，N2的流速为25 mL/min，并在250W紫外光的照射下搅拌反应4 h，将所得的混合物经离心、洗涤、干燥得到Ru含量为2.0wt%的催化剂。其中钌的质量浓度为60 mg/L，钌与复合载体的质量比为2:98，保持甲酸和水的体积比为1:20，所得催化剂标记为催化剂E。
催化剂反应活性测试：
对上述实施例和对比例中所得催化剂进行活性测试，测试条件为：反应器采用固定床，通过质量流量计精准控制纯N2和O2的进气量，并通过液相吹脱的方式向反应体系中通入一定浓度的氯苯/三氯乙烯，其中氯苯/三氯乙烯的浓度为1000 ppm，反应气氛中O2的浓度为总气量的10%，总气体流量为200 mL/min。反应前后氯苯/三氯乙烯的浓度均采用在线气相色谱仪进行在线检测分析。
催化剂稳定性测试：
分别采取一定量的催化剂C和D，在固定床反应器上考察SO2和H2O对催化反应活性的影响。反应混合气中氯苯/三氯乙烯的浓度为1000 ppm，O2的浓度为10%，SO2浓度为150ppm，水蒸气含量5vol%，总气体流量为200 mL/min，。
在反应温度为300℃考察氯苯催化氧化过程中，对于催化剂C，当向反应体系中同时注入SO2和H2O 10h后氯苯的转化率由最初的96.4%下降到86.3%，随后基本保持稳定，当SO2和H2O去除后催化活性逐渐恢复到93.2%。在同样条件下测试催化剂D，当向反应体系中同时注入SO2和H2O 10h后氯苯的转化率由最初的68.2%下降到46.7%，随着实验的进行氯苯转化率逐渐下降到26.8%，当SO2和H2O去除后催化活性仅能恢复到43.2%。
在反应温度为200℃考察三氯乙烯催化氧化过程中，对于催化剂C，当向反应体系中同时注入SO2和H2O 10h后三氯乙烯的转化率由最初的79.8%下降到75.6%，随后基本保持稳定，当SO2和H2O去除后催化活性逐渐恢复到79.5%。在同样条件下测试催化剂D，当向反应体系中同时注入SO2和H2O 10h后三氯乙烯的转化率由最初的56.2%下降到34.7%，随着实验的进行氯苯转化率逐渐下降到21.4%，当SO2和H2O去除后催化活性仅能恢复到39.4%。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一种低温催化氧化VOCs的催化剂，其特征在于：以介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体作为复合载体，以Ru为活性组分，所述锆基固态离子液体为Zr0.25[NMMPS]2PW12O40、Zr0.5[NMMPS]PW12O40、Zr0.25[NMMPS]HPW12O40中的一种，所述活性组分Ru是采用光化学沉积方法负载的，且催化剂中Ru含量为1.0~3.0 wt%。
2.一种低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，其特征在于，是通过如下步骤实现的：
（1）介孔锰锆复合氧化物的制备
将醋酸锰溶液和硝酸氧锆溶液在室温下搅拌混合10~20min后，加入尿素和PVP继续搅拌25~35min，然后将所得的混合溶液于85~95℃处理12~24 h后，依次经离心、洗涤、干燥，再于350~450℃焙烧3~6h得到介孔锰锆复合氧化物；所述醋酸锰和硝酸氧锆的物质的量之比为(0.5~2):1，所述尿素的加入量为醋酸锰和硝酸氧锆总物质的量的10~15倍，所述PVP的加入量为醋酸锰和硝酸氧锆总质量的4~6wt%；
（2）复合载体的制备
1）离子液体前驱体NMMPS的合成
将超声反应器中加入1,3-丙烷磺酸内酯和对二甲苯，溶解后向超声反应器中通N2 1~2h；然后打开超声反应器并将功率维持在200~300W，并通过恒压滴液漏斗以10~15滴/min的速度向超声反应器中滴加吗啡啉，滴加完毕后继续反应4~6h得到乳白色反应混合物，再将反应混合物进行离心，所得的白色沉淀用乙酸乙酯洗涤后，再在75~85℃下干燥5~8h，所得到的固体即为NMMPS；
介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体复合载体的制备
向去离子水中加入介孔锰锆复合氧化物、硝酸氧锆、NMMPS、磷钨酸得到混合物，在室温下搅拌25~35min后转移至超声反应器中再于200~400W反应5~10h，然后依次进行离心、干燥后得到介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体的复合载体；混合物中锰锆复合氧化物的质量浓度为10~20g/100mL；硝酸氧锆、NMMPS、磷钨酸的按物质的量比(0.25~0.50) :(1.0~2.0):1.0混合反应得到锆基固态离子液体；所述锆基固态离子液体中NMMPS的物质的量浓度为0.10 mol/L；
（3）活性组分Ru的负载
向三口烧瓶中依次加入氯化钌溶液、复合载体、甲酸，然后向三口烧瓶中通入N2，并在250 W紫外光的照射下搅拌反应2~6 h，将所得的混合物经离心、洗涤、干燥得到Ru含量为1.0~3.0 wt%的催化剂。
3.如权利要求2所述的低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述醋酸锰溶液的浓度为0.1~0.3 mol/L，所述硝酸氧锆溶液的浓度为0.1 ~ 0.3mol/L，所述。
4.如权利要求2所述的低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中的分步骤1）中，所述1,3-丙烷磺酸内酯在对二甲苯中的物质的量浓度为1moL/L，1,3-丙烷磺酸内酯与吗啡啉的物质的量之比为1：1。
5.如权利要求2所述的低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中分步骤1）中，N2的流速为20~50mL/min。
6.如权利要求2所述的低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中分步骤2）中，所述锆基固态离子液体为Zr0.25[NMMPS]2PW12O40、Zr0.5[NMMPS]PW12O40、Zr0.25[NMMPS]HPW12O40中的一种。
7.如权利要求2所述的低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中分步骤2）中，干燥条件为80~90℃干燥6~8h。
8.如权利要求2所述的低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，钌的质量浓度为60 mg/L，钌与复合载体的质量比为(1-3):(97-99)，保持甲酸和水的体积比为1:20。
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| CN202010633231.1A Withdrawn CN111686805A (zh) | 2020-07-04 | 2020-07-04 | 一种低温催化氧化VOCs的催化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111686805A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112717951A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 西安交通大学 | 一种高分散钌基催化剂的制备方法及其在含氯挥发性有机污染物净化中的应用 |
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2020
- 2020-07-04 CN CN202010633231.1A patent/CN111686805A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112717951A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 西安交通大学 | 一种高分散钌基催化剂的制备方法及其在含氯挥发性有机污染物净化中的应用 |
| CN112717951B (zh) * | 2020-12-29 | 2022-02-11 | 西安交通大学 | 一种高分散钌基催化剂的制备方法及其在含氯挥发性有机污染物净化中的应用 |
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