阅读说明：本技术 高效稳定的VOCs氧化降解用Pt/CeO2-TiO2催化剂的制备方法 (Efficient and stable Pt/CeO for oxidative degradation of VOCs2-TiO2Process for preparing catalyst ) 是由 周仁贤 石壹军 王佳露 于 2020-05-27 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种高效稳定的VOCs氧化降解用Pt/CeO<Sub>2</Sub>-TiO<Sub>2</Sub>催化剂的制备方法,以廉价的氯化亚铈或硝酸亚铈、四氯化钛、少量的氯铂酸为原料,采用沉淀法制备CeO<Sub>2</Sub>-TiO<Sub>2</Sub>复合氧化物载体,采用无电子沉积法负载Pt制得Pt/CeO<Sub>2</Sub>-TiO<Sub>2</Sub>催化剂,催化剂中CeO<Sub>2</Sub>/TiO<Sub>2</Sub>的最佳摩尔比为4:1～1:1。催化剂制备工艺简单,成本低。本发明制备所得的催化剂特别适用于含氯VOCs或与含苯和正己烷等非含氯VOCs共存的有机废气催化燃烧,催化剂对二氯乙烷、正己烷的完全氧化温度仅分别为290℃和140℃左右,它们共存时催化活性无下降趋势,具有优异的低温催化氧化降解活性和稳定性,应用前景良好。(The invention provides a high-efficiency stable Pt/CeO for VOCs oxidative degradation 2 ‑TiO 2 The preparation method of the catalyst adopts a precipitation method to prepare CeO by taking cheap cerous chloride or cerous nitrate, titanium tetrachloride and a small amount of chloroplatinic acid as raw materials 2 ‑TiO 2 The Pt/CeO is prepared by loading Pt on the composite oxide carrier by adopting an electroless deposition method 2 ‑TiO 2 Catalyst, CeO in catalyst 2 /TiO 2 The optimal molar ratio of (A) is 4:1 to 1: 1. The catalyst has simple preparation process and low cost. The catalyst prepared by the invention is particularly suitable for catalyzing organic waste gas containing chlorine VOCs or coexisting with non-chlorine VOCs containing benzene, normal hexane and the likeThe complete oxidation temperature of the catalyst to dichloroethane and n-hexane is only about 290 ℃ and 140 ℃ respectively, the catalytic activity of the catalyst does not decrease when the dichloroethane and the n-hexane coexist, and the catalyst has excellent low-temperature catalytic oxidation degradation activity and stability and good application prospect.)

高效稳定的VOCs氧化降解用Pt/CeO2-TiO2催化剂的制备方法

技术领域

本发明涉及催化剂的制备方法，具体地说，是一种高效稳定的VOCs氧化降解用Pt/CeO₂-TiO₂催化剂的制备方法。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)是一类对环境和人类健康有着极大危害的化合物，广泛来源于石化生产、印刷涂装、食品及橡胶生产等行业的废气排放，往往成分复杂和排气量大，而催化燃烧技术是VOCs污染物净化处理的重要和很有效手段之一，而开发低成本、高效稳定且广谱性好的催化剂是实现该技术应用的关键。CeO₂-TiO₂复合氧化物具有丰富的弱及中强酸中心，非常有利于含氯VOCs(CVOCs)的催化降解，而且有很好的耐受性，但当废气中含有其它非含氯VOCs(如正己烷和苯等)时，由于催化剂的氧化能力不足，易使CeO₂-TiO₂催化剂积碳而影响其稳定性。使催化剂兼具良好的酸性和氧化性，在保持CVOCs吸附断键有利环境的同时可促进中间产物的深度氧化，同时对其它非含氯VOCs也具有高的氧化性能。因此，近年来引起了人们的广泛关注，开发高稳定的、而且广谱适用性好的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稳定的有机废气燃烧催化剂，具体是指Pt/CeO₂-TiO₂催化剂的制备方法。本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明公开了一种高效稳定的VOCs氧化降解用Pt/CeO₂-TiO₂催化剂的制备方法，以氯铂酸(H₂PtCl₆)、铈盐、四氯化钛(TiCl₄)为主要原料，采用沉淀法制备CeO₂-TiO₂复合氧化物载体，采用无电子沉积法负载Pt制得Pt/CeO₂-TiO₂催化剂，催化剂中CeO₂/TiO₂的摩尔比为4:1～1:4，具体制备步骤如下：

第一步：按所述CeO₂/TiO₂的摩尔比，在铈盐水溶液中加入无机酸，并在0℃下搅拌均匀后滴加TiCl₄溶液，继续搅拌溶液至透明，然后在激烈搅拌下滴加浓度为0.5～2.0mol/L的氨水(NH₃·H₂O)至上述溶液的pH值达到9.5～11.0，室温放置陈化6～12小时，然后过滤、去离子水洗涤多次至滤液呈中性，在80～100℃下干燥，400～550℃下焙烧1～4小时处理，制得CeO₂-TiO₂复合氧化物；

第二步：将粉末CeO₂-TiO₂复合氧化物分散在去离子水中，搅拌均匀后加入维生素C(Vc)，继续搅拌1～2小时后用去离子水清洗多次，然后加入H₂PtCl₆水溶液，搅拌2～4小时后过滤、去离子水洗涤多次至滤液检测不到Cl^-，在60～100℃下干燥，400～500℃焙烧1～3小时处理，制得Pt/CeO₂-TiO₂催化剂。

作为进一步地改进，本发明所述的CeO₂/TiO₂的最佳摩尔比为4:1～1:1。

作为进一步地改进，本发明所述的铈盐为硝酸亚铈(Ce(NO₃)₃·6H₂O)或氯化亚铈(CeCl₃·7H₂O)中的一种。

作为进一步地改进，本发明所述的无机酸为盐酸(HCl)。

作为进一步地改进，本发明所述的无电子沉积法负载Pt，是指先用Vc溶液预处理CeO₂-TiO₂复合氧化物载体、再浸渍H₂PtCl₆负载Pt；Vc的加入量为：CeO₂与Vc的摩尔比低于3.0。

本发明所提供的Pt/CeO₂-TiO₂催化剂的制备方法，其优点是：

采用廉价的氯化亚铈或硝酸亚铈、四氯化钛、少量的氯铂酸为原料，采用沉淀法制备CeO₂-TiO₂复合氧化物载体，采用无电子沉积法负载Pt制得Pt/CeO₂-TiO₂催化剂，催化剂中CeO₂/TiO₂的最佳摩尔比为4:1～1:1，制备工艺简单，催化剂成本低，是一种高效稳定的有机废气燃烧催化剂。本发明制备所得的催化剂特别适用于含氯VOCs或与含苯和正己烷等非含氯VOCs共存的有机废气催化燃烧，催化剂对二氯乙烷、正己烷的完全氧化温度仅分别为290℃和140℃左右，它们共存时催化活性无下降趋势，具有优异的低温催化氧化降解活性和稳定性，应用前景良好。

具体实施方式

:

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：

实施例1

将31.4g硝酸亚铈溶解在200ml水中，加入6.0ml浓盐酸，在冰浴条件下搅拌均匀后滴加14.0g的TiCl₄溶液(浓度为98％)，继续搅拌溶液至透明，然后在激烈搅拌下滴加浓度为1.0mol/L的氨水(NH₃·H₂O)至上述溶液的pH值达到10.0，室温放置陈化12小时。然后过滤、去离子水洗涤多次至滤液呈中性，在90℃下干燥12小时，500℃下焙烧2小时处理，制得CeO₂/TiO₂摩尔比为1:1的CeO₂-TiO₂复合氧化物。

将2g粉末CeO₂-TiO₂复合氧化物分散在200ml去离子水中，搅拌均匀后加入1.76g维生素C，继续搅拌1小时后用去离子水清洗多次。然后加入1mlH₂PtCl₆水溶液(浓度为10mgPt/ml)，混合液的pH值为6.0，搅拌3小时后过滤、去离子水洗涤多次至滤液检测不到Cl^-，在70℃下干燥12小时，400℃焙烧2小时处理，制得Pt负载量为0.5％的Pt/CeO₂-TiO₂催化剂。

实施例2

用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸亚铈的用量改为7.85g，该催化剂中CeO₂/TiO₂摩尔比为1:4。

实施例3

用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸亚铈的用量改为15.7g，该催化剂中CeO₂/TiO₂摩尔比为1:2。

实施例4

用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸亚铈的用量改为31.4g，TiCl₄溶液的用量改为7.0g，该催化剂中CeO₂/TiO₂摩尔比为2:1。

实施例5

用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸亚铈的用量改为31.4g，TiCl₄溶液的用量改为3.5g，该催化剂中CeO₂/TiO₂摩尔比为4:1。

实施例6

用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸亚铈的用量改为31.4g，TiCl₄溶液的用量改为1.75g，该催化剂中CeO₂/TiO₂摩尔比为8:1。

实施例7

用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸亚铈的用量改为0g，TiCl₄溶液的用量改为14.0g，该催化剂中CeO₂/TiO₂摩尔比为0:1。

实施例8

用实施例1相同的操作，不同之处在于：将硝酸亚铈改为氯化亚铈，其用量改为26.94g，TiCl₄溶液的用量改为14.0g，该催化剂中CeO₂/TiO₂摩尔比为1:1。

1～8实例中催化剂对VOCs的催化降解活性如下表所示：

注：0.3ml、粒径为40-60目的催化剂，空速为15000h^－1。

上表列出了以不同CeO₂/TiO₂比0.5％Pt/CeO₂-TiO₂催化剂(实施例1-8)对正己烷的催化氧化活性，正己烷完全转化(转化率>90％)的温度(T₉₀)越低，表示该催化剂的氧化活性越高；CeO₂/TiO₂最佳摩尔比为4:1～1:1时的催化剂对正己烷的完全氧化温度仅为140℃左右。以实施例4制得的催化剂为代表，评价了该催化剂对其它各类VOCs(苯、乙酸乙酯、乙腈和二氯乙烷)的氧化活性，各类VOCs均在290℃以下就能完全氧化转化，表明催化剂有良好的广谱适应性。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的几个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。