一種用于一氯甲烷脫氯的分子篩基催化劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于提高一氯甲烷脫氯性能的催化劑制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機氯化合物是一種重要的化合物，廣泛應(yīng)用于各種化工原材料和試劑中。其中 一些化合物不僅毒性較高，同時還難以降解，對環(huán)境和人類都造成威脅。其中含氯易揮發(fā)性 有機化合物（CVOCs)是揮發(fā)性有機物（VOCs)中的重要的一類物質(zhì)。它主要分為兩大類：小 分子有機氯化物和高聚合氯化物。一氯甲烷屬于小分子氯化物，主要用于生產(chǎn)甲基氯硅烷、 聚硅酮、甲基纖維素、四甲基鉛。少量用于生產(chǎn)季銨化合物、農(nóng)藥。它在常溫常壓下是一種無 色有毒可燃氣體，排放到大氣中不僅會造成空氣污染和帶來安全隱患，還會危害人體健康。 因此我國頒布了《中華人民共和國大氣污染防治法》來限制一氯甲烷這類有害氣體的排放。
[0003] 目前，催化燃燒法是消除一氯甲烷的一種高效且經(jīng)濟的方法。催化燃燒法的關(guān)鍵 是尋找到活性高，選擇性好，穩(wěn)定性優(yōu)良，價格較低的催化劑。
[0004] 近年來，已有很多脫氯技術(shù)公開發(fā)表。如專利1064099以堿（土）金屬化合物為 活性組分制備脫氯劑，以無機粘土為粘結(jié)劑并加入適量水混料成型，經(jīng)焙燒得到的脫氯劑 可用于氣體凈化。專利1768905采用納米鈣鐵復(fù)合金屬氧化物的超細粉體作為脫氯劑的活 性組分，經(jīng)過沉淀、洗滌、過濾、烘干、研磨、焙燒制成脫氯劑，通過鈣鐵氧化物之間的協(xié)同作 用，提高對有機氯化物的脫氯能力。專利1334139采用海泡石、堿金屬和堿土金屬的化合物 為活性組分，實現(xiàn)高溫脫氯的催化作用。
[0005] 以上脫氯劑大多采用氧化物或堿金屬作為活性組分，脫氯效率較低，組分單一，載 體比表面積較低。微孔分子篩具有比表面積高，活性優(yōu)良等優(yōu)勢，具有更廣闊的研宄前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種適用于含氯易揮發(fā)性有機化合物的催化劑。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述催化劑的制備方法。
[0008] 本發(fā)明提供的催化劑具有脫氯效率高，副產(chǎn)物少，成本低的優(yōu)點。
[0009] 所發(fā)明的催化劑催化反應(yīng)：CH3Cl+02- H 20+C02+HCl。
[0010] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的催化劑以微孔分子篩ZSM-5(Si/Al = 30)作為催 化劑載體，以過渡金屬Ce作為催化劑的活性組分，過渡金屬以氧化物形式存在。催化劑中 的物種可以包括Ce，Al，Si。其中催化劑中過渡金屬元素質(zhì)量占比為5%。
[0011] 一種用于一氯甲烷脫氯的分子篩基催化劑，其特征在于：包括一種微孔分子篩載 體和一種過渡金屬元素的氧化物；過渡金屬負載量為5wt%。
[0012] 進一步，所述微孔分子篩載體為硅鋁比為30的ZSM-5微孔分子篩，所述的過渡金 屬選自Ce。
[0013] 本發(fā)明提供的制備上述催化劑的方法，主要步驟是：
[0014] 通過浸漬法制備負載型催化劑。以硝酸鹽為金屬活性組分前驅(qū)體，把Ig已干燥的 微孔分子篩浸漬在50ml硝酸鹽乙醇溶液中（負載量為5wt%)，室溫下攪拌12h，用旋轉(zhuǎn)蒸 發(fā)儀蒸餾至干燥，最后在空氣氛圍下550°C焙燒6h (升溫速度為3°C /min)，得到負載型分子 篩催化劑。
[0015] 進一步，所述硝酸鹽為六水合硝酸鈰。
[0016] 本發(fā)明提供的催化劑的活性可用如下方法評價：
[0017] 采用固定床石英反應(yīng)器來評價催化劑的活性，反應(yīng)管內(nèi)徑為6mm，外徑為8mm，催 化劑粒度是40-60目。反應(yīng)在常壓下進行，反應(yīng)溫度200°C?550°C，氣體總流量170ml/min， 體積空速為恒定的ΙδΟΟΟΙΓ 1，氯甲烷濃度1500ppm，氧氣濃度10%，氮氣作為稀釋氣體。用 Nicolet Nexus紅外光譜分析儀（光程2. 4m)定量反應(yīng)后CH3C1、C0、HCl的濃度，最終得到 CH3Cl轉(zhuǎn)化率和生成物產(chǎn)率。
[0018] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：
[0019] 由上述公開的技術(shù)方案可見，本發(fā)明的脫氯催化劑是采用浸漬法制備的過渡金屬 負載型ZSM-5催化劑。通過過渡金屬與分子篩的協(xié)同作用，提高對含氯易揮發(fā)性有機化合 物的脫氯能力。
[0020] 本發(fā)明的催化劑用于一氯甲烷中氯的脫除。
【具體實施方式】
[0021] 為更好理解本發(fā)明的內(nèi)容，下面通過實施例對本發(fā)明作進一步說明，但所舉之例 并不限制本發(fā)明的保護范圍。
[0022] 實施例1-5選擇了硅鋁比與比表面積均相近的不同載體進行活性評價反應(yīng)。
[0023] 實施例1
[0024] 將Ig已干燥的H-ZSM-5 (Si/Al = 30)壓片得到40-60目分子篩。經(jīng)BET分析，制 得的催化劑載體比表面積304. 7m2/g。
[0025] 實施例2
[0026] 將Ig已干燥的H-USY (Si/Al = 25)壓片得到40-60目分子篩。經(jīng)BET分析，制得 的催化劑載體比表面積423. 3m2/g。
[0027] 實施例3
[0028] 將Ig已干燥的H-Beta (Si/Al = 22)壓片得到40-60目分子篩。經(jīng)BET分析，制 得的催化劑載體比表面積443. 0m2/g。
[0029] 實施例4
[0030] 將Ig已干燥的H-MCM-22 (Si/Al = 24)壓片得到40-60目分子篩。經(jīng)BET分析， 制得的催化劑載體比表面積402. lm2/g。
[0031] 實施例5
[0032] 將Ig已干燥的H-MCM-49 (Si/Al = 24)壓片得到40-60目分子篩。經(jīng)BET分析， 制得的催化劑載體比表面積380. 4m2/g。
[0033] 按催化劑活性評價方法對所制備的實施例1-5催化劑進行活性測試，從而得到 CH3Cl的轉(zhuǎn)化率。CH3Cl的轉(zhuǎn)化率及反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)率詳見表1。
[0034] 表1 :催化劑在不同載體下的CH3C1脫除效率（％ )
[0035]
【主權(quán)項】
1. 一種用于一氯甲烷脫氯的分子篩基催化劑，其特征在于：包括一種微孔分子篩載體 和一種過渡金屬元素的氧化物；過渡金屬負載量為5wt%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于：所述微孔分子篩載體為硅鋁比為30的 ZSM-5微孔分子篩，所述的過渡金屬選自Ce。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于：所述分子篩催化劑由以下方法制備得 到： 將Ig已干燥的微孔分子篩浸漬在50ml硝酸鹽乙醇溶液中，過渡金屬負載量為 5wt% ;室溫下攪拌，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸餾至干燥，之后在80-120°C下干燥8-12h，在馬弗爐中 500-600 °C 焙燒 4-8h。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的催化劑，其特征在于：所述硝酸鹽為六水合硝酸鈰。
【專利摘要】一種用于一氯甲烷脫氯的分子篩基催化劑，其特征在于：包括一種微孔分子篩載體和一種過渡金屬元素的氧化物；由以下方法制備得到：把1g已干燥的微孔分子篩浸漬在50ml硝酸鹽乙醇溶液中,過渡金屬負載量為5wt％；室溫下攪拌，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸餾至干燥，之后在80-120℃下干燥8-12h，在馬弗爐中500-600℃焙燒4-8h。本發(fā)明的脫氯催化劑是采用浸漬法制備的過渡金屬負載型ZSM-5催化劑。通過過渡金屬與分子篩的協(xié)同作用，提高對含氯易揮發(fā)性有機化合物的脫氯能力。本發(fā)明的催化劑用于一氯甲烷中氯的脫除。
【IPC分類】F23G7-07, B01J29-40
【公開號】CN104607234
【申請?zhí)枴緾N201510012940
【發(fā)明人】張潤鐸, 石兆源, 陳標(biāo)華, 劉寧
【申請人】北京化工大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月11日