一种催化燃烧氯代烷烃的催化剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于含氯挥发性有机物催化燃烧催化剂的技术领域，具体设及一种催化燃 烧氯代烧控的催化剂及其该催化剂的制备方法和应用，主要用于对低浓度C1-C4氯代烧控 的催化燃烧。
【背景技术】
[0002] 含氯挥发性有机物（QilorinatedVolatileOrganicCompounds,CVOCs)是一类 对环境和人类健康有极大危害的常见污染性气体，主要有氯甲烧、氯乙烧、四氯化碳、氯仿、 氯乙締等。该类物质在大气中长时间稳定存在，不仅会引起臭氧层空桐和光化学烟雾，还能 使人类致崎、致癌、致突变。
[0003] 目前对CVOCs的治理技术中，催化燃烧技术被认为是最好的处理技术之一。催化 剂是该技术的核屯、，其中非贵金属氧化物具有较高的氧化态、高活性的晶格氧物种，而更有 利于CVOCs的深度氧化。ΜηΟχ含有大量游离的0,同时在催化过程中存在Μη2+、Mn3+和Μη4+ 间的氧化还原，能够较好的完成催化循环，更具有优良的低溫催化性能。在MnOy基础上添 加碱±金属氧化物Sr〇2形成的MnOx-Sr〇2复合氧化物相比MnOX不仅具有更大的比表面积， 且催化剂上增加的活性氧物种含量和氧流动性更有利于催化剂表面C1物种的氧化脱除， 从而提高催化剂的抗氯中毒性能，增强催化剂的稳定性。
[0004] 具有良好氧化还原性能和活性氧物种流动性的催化剂载体能够促进催化剂活性。 因具有特殊性能的Ti〇2或ZrO2被广泛关注。相比比表面积较小、热稳定性差的单一载体 Ti〇2或Zr〇2,复合载体Ti〇2-Zr〇2具有更大的比表面积、更强的热稳定性和机械强度，而且其 表面较多的L酸中屯、有利于C1原子的活化和CVOCs的降解。因此，复合氧化物Ti〇2-Zr〇2 是理想的催化剂载体。
[0005] 若将Mn〇x-Sr〇2复合氧化物与除TiO2-Zr〇2之外的复合载体制备得到催化剂，因 其复合载体的比表面积、热稳定性或机械强度均不如Ti〇2-Zr〇2复合载体，其反而限制了 Mn〇x-Sr〇2复合氧化物自身功能的发挥，使得MnOx-Sr〇2复合氧化物的活性降低，也影响了整 个催化剂的稳定性。
[000引若将Ti02-Zr02复合载体与除MnOx-Sr02之外的复合氧化物制备得到催化剂，因其 复合氧化物的比表面积不够大，且不具有大量游离的0,不利于催化剂表面C1物种的氧化 脱除，此类催化剂的抗氯中毒性能较差，催化剂的稳定性不高。
[0007] 因此，如果能将Mn〇x-Sr〇2复合氧化物与TiO2-Zr〇2复合载体结合制备催化剂，将 大大提高催化剂的活性、提高催化剂的稳定性，且能够抑制催化剂氯中毒现象的发生。但 是，由于受MnO,-Sr〇2复合氧化物和TiO2-Zr〇2复合载体自身性能的限制，现有技术中无法将 MnOy-S;r〇2复合氧化物与TiO2-Z;r〇2复合载体进行结合制备得到该类催化剂。
[000引有基于此，本发明人经过无限试验，提出本发明。
【发明内容】
[0009] 针对现有技术的上述技术问题，本发明的目的是提供一种催化燃烧氯代烧控的催 化剂，应用于催化燃烧CVOCs领域，WTi化-Zr〇2复合氧化物为载体，MnO,-Sr〇2复合氧化物 为活性组分，能够在较低的溫度下达到较高的催化剂反应活性，并且抑制催化剂氯中毒现 象。
[0010] 为达到上述目的，本发明是通过W下技术方案实现的： 一种催化燃烧氯代烧控的催化剂，由W下组分组成： 作为活性组分的MnO,-Sr〇2复合氧化物和作为载体的TiO2-Zr〇2复合氧化物，按质量 百分比计，所述的Mn〇x-Sr〇2复合氧化物为3wt%-10wt%，所述的TiO2-Zr〇2复合氧化物为 90wt%-97wt% ;所述的X为2W上的正整数。
[0011] 作为优选的，所述的Sr化占活性组分的10wt%-50wt%。
[001引所述的Ti与Zr的质量比为Ti/Zr=l。
[0013] 一种催化燃烧氯代烧控的催化剂的制备方法，包括W下步骤： (1 )、将一定量的硝酸儘和硝酸锁分别溶解在一定浓度的酸溶液中，待溶液充分溶解后 混合； (2) 、向步骤（1)的混合溶液中加入预先制备的Ti〇2-Zr〇2复合氧化物载体，揽拌均匀， 浸溃一定小时； (3) 、将步骤（2)的混合液在一定溫度下干燥一定时间； (4) 、将步骤（3)的干燥产物放到般烧炉中在高溫空气条件下般烧一定时间，经研磨分 筛制得催化剂。
[0014] 所述步骤（4)中制得的催化剂表示为：曲11〇九-姑0>/11。.52'。.5，其中111、11分别表 示ΜηΟχ和SrO2占催化剂的质量分数，X为2W上的正整数。
[0015] 所述步骤（1)中的酸溶液为草酸溶液。
[0016] 所述步骤（2)中为浸溃15-36小时，所述步骤（3)中为在90°C-150°C下干燥8-15 小时；所述步骤（4)为在350°C-450°C空气条件下般烧2-4小时。
[0017] 一种催化燃烧氯代烧控的催化剂在催化燃烧CVOCs中的应用。
[0018] 所述催化剂对CVOCs的催化燃烧流程为：空气钢瓶连续供应空气并分为成两路， 两路气流流速分别由两个质量流量计调节，其中一路在恒溫水浴下W恒定流速通过二氯甲 烧发生器鼓泡，产生的有机废气与另一路恒定流速的空气混合稀释后，通入反应器进行催 化燃烧反应，尾气直接与气相色谱相连接，进行在线监测。
[0019] 所述催化剂对CVOCs的催化燃烧系统包括空气钢瓶，所述空气钢瓶连接有两个质 量流量计，所述的两个质量流量计并联式连接，且其中一个质量流量计连接有气体混合器， 另一个质量流量计连接有放置在恒溫水浴池内的有机气体发生器，所述的气体混合器与有 机气体发生器连接，且气体混合器连接有管式反应器，所述管式反应器连接有气相色谱仪。
[0020] 本发明的有益效果如下： 1、 本发明催化燃烧氯代烧控的催化剂，主要用于对低浓度C1-C4氯代烧控的催化燃 烧，催化活性高，采用Zr〇2代替部分TiO2后比表面积、热稳定性和机械强度都有提升，复合 载体表面的L酸中屯、有利于CVOCs的降解； 2、 本发明催化剂的催化剂抗氯性强：复合氧化物载体表面较多的L酸中屯、有利于C1原 子的活化，而添加的Sr〇2有利于氧化脱除催化剂表面的HC1等C1物种； 3、本发明催化燃烧氯代烧控的催化剂的制备方法攻克了长期W来无法将MnO,-Sr〇2复 合氧化物与Ti化-Zr〇2复合载体进行结合制备得到该类催化剂的技术难题，向具有优良低 溫催化性能的ΜηΟχ添加SrO2形成的MnOx-Sr〇2复合氧化物增加了活性氧物种含量和氧流动 性，更有利于催化剂表面C1物种的氧化脱除，从而提高催化剂的抗氯中毒性能，增强催化 剂的稳定性，且制备方法容易控制，成品率高。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明中的催化燃烧系统的结构示意图； 图2为实施例1-3制备的（Mn(Um-(Sr〇2)yTi。.占样品对二氯甲烧的催化燃烧活性 曲线； 图1中，1为空气钢瓶、2为质量流量计、3为恒溫水浴、4为有机气体发生器、5为气体混 合器、6为管式反应器、7为气相色谱仪 图2中，（a)、化）、（C)分别为实施例1、实施例2、实施例3对二氯甲烧的催化活性曲 线。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于 此。
[0023] 本发明中使用的原料均可