阅读说明：本技术 一种用于催化臭氧氧化含氯挥发性有机物的催化剂制备方法 (Preparation method of catalyst for catalyzing ozone to oxidize chlorine-containing volatile organic compounds ) 是由 徐仲均 庄院院 陈少博 张喜荣 于 2021-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于催化臭氧氧化含氯挥发性有机物(CVOCs)的催化剂制备方法。该催化剂主要以MnCeO-(x)为活性组分,采用模板法-真空干燥法制得。制备流程简单,原料易得,且本方法不仅能够有效的利用模板剂使锰铈固溶体形成特定结构,增大其比表面积；还可以改善两种过渡金属氧化物体表面乃至内部分布的均一性,形成较多Mn-Ce-O键,使氯物种以HCl、Cl-(2)的形式脱除。本发明制备的催化剂可在室温下催化臭氧氧化CVOCs为CO-(2)、H-(2)O、HCl、Cl-(2)等物质,具有优异的低温氧化还原活性、抗氯中毒性能以及较高的CO-(2)选择性。(The invention discloses a preparation method of a catalyst for catalyzing ozone to oxidize chlorine-Containing Volatile Organic Compounds (CVOCs). The catalyst mainly comprises MnCeO x Is prepared from active component through template process and vacuum drying process. The preparation process is simple, the raw materials are easy to obtain, and the method can effectively utilize the template agent to enable the manganese-cerium solid solution to form a specific structure and increase the specific surface area of the manganese-cerium solid solution; the surface and even the inner part of the two transition metal oxides can be improvedUniformity of the cloth, more Mn-Ce-O bonds are formed, chlorine species are made to react with HCl and Cl 2 Is removed in the form of (1). The catalyst prepared by the invention can catalyze ozone to oxidize CVOCs into CO at room temperature 2 、H 2 O、HCl、Cl 2 And the like, has excellent low-temperature redox activity, chlorine poisoning resistance and higher CO 2 And (4) selectivity.)

一种用于催化臭氧氧化含氯挥发性有机物的催化剂制备方法

技术领域

本发明涉及环境技术领域，特别涉及一种用于催化臭氧氧化含氯挥发性有机物的催化剂制备方法。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)是一种在常温常压下，具有高蒸汽压和易挥发性的有机化学物质，是形成雾霾、光化学烟雾等大气污染的重要前体物。含氯挥发性有机物(CVOCs)是VOCs中含量较多的一类，常作为生产原料、溶剂、制冷剂等广泛使用。多数CVOCs具有挥发性强、降解性差,毒性高等特点，部分CVOCs甚至具有“三致”作用，不仅严重影响环境质量，对人体健康也产生了巨大的威胁。因此，寻找一种切实有效控制CVOCs的技术迫在眉睫。

含氯挥发性有机物具有在环境中难以转化的氯原子，易引起催化剂中毒失活。为解决催化剂的氯中毒问题，国内外学者做了大量研究工作，开发了一系列复合金属(或氧化物)抗氯催化剂。CN112588289 A公开了一种高CO₂选择性的脱CVOCs催化剂及其制备方法，该方法以钛的氧化物为载体，过渡金属氧化物为活性组分，贵金属Pd为改性组分。CN101402047 A公开了一种用于CVOCs催化燃烧的催化剂及其制作方法，该方法制作的铈钛纳米管催化剂可有效去除二氯乙烷，具有较强的抗氯中毒能力。

近年来，催化臭氧氧化VOCs技术因具有较高的净化效率、无二次污染、不需要辅助加热等优点受到了广泛关注。但目前关于该技术在处理CVOCs方面研究报道较少。本发明利用模板法-真空干燥法制备了一种介孔锰铈固溶体催化剂。制备流程简单，原料易得，且本方法不仅能够有效的利用模板剂使锰铈固溶体形成特定结构，增大其比表面积；还可以改善两种过渡金属氧化物体表面乃至内部分布的均一性，形成较多Mn-Ce-O键，使氯物种以HCl、Cl₂的形式脱除。本发明制备的催化剂可在室温下催化臭氧氧化CVOCs为CO₂、H₂O、HCl、Cl₂等物质，具有优异的低温氧化还原活性、抗氯中毒性能以及较高的CO₂选择性。

发明内容

本发明公开了一种用于催化臭氧氧化含氯挥发性有机物的催化剂制备方法。旨在通过提高臭氧对CVOCs的深度氧化以及催化剂的抗氯中毒能力，进而将CVOCs降解为CO₂、H₂O、HCl、Cl₂等物质。

本发明所述锰铈固溶体催化剂制备方法包括下述步骤：

(1)将锰盐、铈盐加入纯水中，搅拌溶解获得锰铈盐混合液；

(2)将介孔硅模板剂浸渍于锰铈盐混合液中，然后离心去除浸渍液；

(3)将步骤(2)中得到的浸渍产物真空干燥后煅烧，得到锰铈固溶体前驱体；

(4)采用碱溶液浸渍步骤(3)中得到的锰铈固溶体前驱体，溶解其中的模板剂，过滤并用纯水洗涤滤饼至中性；

(5)将滤饼真空干燥后得到介孔锰铈固溶体催化剂。

所述制备方法步骤(1)中锰盐为氯化锰、硫酸锰、醋酸锰、硝酸锰中的一种或多种混合物；铈盐为氯化铈、硫酸铈、硝酸铈中的一种或多种混合物；锰和铈的摩尔比为1:4至4:1。

所述制备方法步骤(2)中模板剂为SBA-15、SBA-16、KIT-6、MCM-41中的一种或多种混合物，模板剂与过渡金属盐的质量比为5:4至5:1；浸渍条件为磁力搅拌4-10小时。

所述制备方法步骤(3)中真空干燥温度为60-100℃，时间5-14小时；煅烧温度为200-600℃，时间4-10小时。

所述制备方法步骤(4)中的碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种混合液，浓度为1-3mol/L；浸渍条件为磁力搅拌4-10小时。

所述制备方法步骤(5)中真空干燥温度为60-100℃，时间5-14小时。

附图说明

图1是根据本发明实施例的介孔锰铈固溶体催化剂制备方法的流程图；

图2是根据本发明实施例所制催化剂的透射电镜图。

具体实施方式

实施例1：取20g 50％硝酸锰溶液、12g硝酸铈六水合物于130ml纯水中，充分搅拌30min使其溶解。取6g SBA-15模板剂加入上述锰铈盐混合溶液中，室温下磁力搅拌浸渍10小时后离心得到白色固体。将该白色固体置于真空干燥箱中，在温度为60℃的条件下干燥12小时，然后在马弗炉中400℃煅烧4小时得到褐色的锰铈固溶体前驱体。将锰铈固溶体前驱体溶于150ml浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌浸渍6小时后过滤并用纯水将滤饼洗涤至pH为7，将滤饼置于真空干燥箱中60℃干燥12小时后，可制得用于催化臭氧氧化CVOCs的介孔锰铈固溶体催化剂。催化剂性能评价：催化剂的质量为0.5g，气体流量为125ml/min，二氯乙烷的入口浓度为150mg/m³，入口臭氧浓度为1000mg/m³，测得二氯乙烷净化率为85％，二氧化碳选择性为70％，出口无臭氧检出，运行15小时，催化剂性能稳定。

实施例2：取10g 50％硝酸锰溶液、24g硝酸铈六水合物于130ml纯水中,充分搅拌30min使其溶解。取6g SBA-15模板剂浸渍于上述锰铈盐混合溶液中，室温下磁力搅拌浸渍10小时后离心得到白色固体。将该白色固体置于真空干燥箱中，在温度为60℃的条件下干燥12小时，然后在马弗炉中400℃煅烧4小时得到褐色的锰铈固溶体前驱体。将锰铈固溶体前驱体溶于150ml浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌浸渍6小时后过滤并用纯水将滤饼洗涤至pH为7，将滤饼置于真空干燥箱中60℃干燥12小时后，可制得用于催化臭氧氧化CVOCs的介孔锰铈固溶体催化剂。催化剂性能评价：催化剂的质量为0.5g，气体流量为125ml/min，二氯乙烷的入口浓度为150mg/m³，入口臭氧浓度为1000mg/m³，测得二氯乙烷净化率为96％，二氧化碳选择性为82％，出口无臭氧检出，运行15小时，催化剂性能稳定。