利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂及制备方法，涉及催化剂的制备技术领域。其是以过渡金属元素Cr与Ce，作为催化剂的活性组分；采用原位合成法将Cu引入到ZSM

【技术实现步骤摘要】
利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂及制备方法


[0001]本专利技术关于催化剂的制备
，具体涉及一种用于脱除氯苯的催化剂及制备方法。

技术介绍

[0002]氯化挥发性有机化合物(Cl
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VOCs)广泛应用于机械、石油化工、涂料、药品及粘合剂等行业，是一种剧毒、非常稳定、难以降解的超危险污染物。由于多数Cl
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VOCs具有高挥发性和自然环境中的难降解性，因而能够从其排放源通过大气运输或者水体扩散，造成长时间、大范围的环境危害且会损害人体的健康。氯苯是Cl
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VOCs中比较典型的一类，具有较强的毒性和污染性，广泛应用于各行各业。并且它还是制造染料、有机合成和许多农药的中间体。因此，开发高效的Cl
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VOCs去除技术是当务之急。
[0003]催化氧化降解Cl
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VOCs具有操作温度低、有机副产物少、选择性高、能耗少、经济效益高等优点，被广泛认为是降解Cl
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VOCs最有效的技术之一。所以，开发Cl
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VOCs燃烧催化氧化技术越来越受到人们的重视，而高效催化剂是该技术的关键问题。目前已有贵金属、金属氧化物和沸石作为Cl
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VOCs催化氧化的催化剂体系的报道，且大多数催化剂集中在前两类。贵金属对CVOCs的催化氧化活性较高，但其稳定性较低、价格较高、耐氯中毒的化学性能较差，限制了其工程应用。过渡金属氧化物具有成本低、耐烧结性能好、活性好、稳定性好等优点，是贵金属催化剂的理想替代品。
[0004]现有技术有关催化氧化降解Cl
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VOCs的研究报道主要有：
[0005]申请号202210053176.8公开了一种适用于CVOCs催化燃烧的催化剂及其制备方法和应用，其制备方法为：将四丙基氢氧化铵溶液、聚乙烯吡咯烷酮、无水乙醇、硅酸四乙酯和Ru的前驱体溶液混匀，然后与Cu离子交换的HZSM
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5研磨混匀后常温静置12～24h，干燥，550～600℃焙烧得到适用于CVOCs催化燃烧的Cu
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ZSM
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5@Ru/SiO2催化剂；Cu
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ZSM
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5@Ru/SiO2催化剂中，Cu离子交换的HZSM
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5为核，其表面包覆负载有Ru的无定型SiO2层。
[0006]上述催化剂也是通过催化氧化来降解Cl
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VOCs，其制备方法是用离子交换法将Cu离子与HZSM
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5进行离子交换，然后与原配制溶液混匀后采用机械研磨并干燥后得到Cu
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ZSM
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5@Ru/SiO2催化剂。然而，该催化剂中Cu离子与HZSM
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5只做了简单的离子交换并没有改变HZSM
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5的原子结构，对于它的催化活性只是有了小幅度的提高并没有较大变化。并且该催化剂因为离子交换而导致其活性组分含量较少，导致催化剂存在深度氧化能力不足而产生催化剂积碳失活问题。且贵金属成本较高，在实际应用中存在着一定的的局限性，不适宜用于大规模工业化使用。
[0007]由此可见，上述现有技术还存在以下技术问题：(1)ZSM
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5因孔径较小、氧化性能较低，而不能及时地将有机过渡态完全氧化，这大大限制了其在实际中的应用；(2)催化剂存在积碳失活的技术问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的之一在于提供一种利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂，其在催化氧化氯苯时会表现出良好的低温催化活性以及抗氯中毒的特性，有利于氯苯的高效降解。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0010]一种利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂，其包括以下原料：
[0011]过渡金属元素Cr与Ce，作为催化剂的活性组分；
[0012]以及载体，所述的载体用于负载所述的活性组分；
[0013]所述的载体是采用原位合成法将Cu引入到ZSM
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5的骨架中形成的Cu@ZSM
‑
5；
[0014]在分子筛Cu@ZSM
‑
5中，Cu进入ZSM
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5的骨架中并替换了ZSM
‑
5结构中的Si。
[0015]上述的一种利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂，催化剂中，过渡金属元素Cr和Ce的摩尔比为1.0。
[0016]一种利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0017]步骤一、制备Cu@ZSM
‑
5，采用原位合成法将Cu引入到ZSM
‑
5的骨架中；
[0018]步骤二、负载双金属，向作为载体的Cu@ZSM
‑
5上通过浸渍法负载过渡金属元素Cr与Ce。
[0019]本专利技术的另一目的在于提供一种利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂的制备方法，在负载双金属之前，对载体Cu@ZSM
‑
5进行酸处理，通过酸处理来提高载体自身的酸性位点以增强氧化还原能力。
[0020]上述的一种利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂的制备方法，步骤一的具体步骤包括：
[0021]首先，配置一定浓度的SiO2溶液；
[0022]然后，将一定量的CuSO4和KCuO2加水搅拌一段时间，并将其加入到SiO2溶液中得混合液；
[0023]最后，向所述的混合液中加入乙二醇，50～70℃继续搅拌一段时间，随后移入高压反应釜中，控制温度为70～90℃，处理10～14h，之后升温至170～190℃晶化72h，过滤后用水清洗，在500～600℃焙烧4h去除模板剂，焙烧后的样品与氯化铵溶液于室温下离子交换10h，抽滤，即得Cu@ZSM
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5；所述的Cu@ZSM
‑
5中Cu的负载量为2％。
[0024]上述的一种利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂的制备方法，步骤二的具体步骤包括：
[0025]将一定量的Ce(NO3)2·
6H2O和Cr(NO3)3·
9H2O溶于40mL的蒸馏水中进行超声分散，记作溶液a；
[0026]将Cu@ZSM
‑
5溶于正己烷中进行超声分散，记作溶液b；
[0027]将溶液a缓慢倒入溶液b中搅拌均匀，得混合溶液；
[0028]将所得混合溶液进行抽滤、洗涤、干燥后，置于450～550℃的马弗炉中煅烧，即得催化剂Cr
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Ce/Cu@ZSM
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5。
[0029]上述的一种利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂的制备方法，酸处理是选用磷酸对Cu@ZSM
‑
5进行改性处理，具体步骤为：将Cu@ZSM
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5加入到磷酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂，其特征在于，其包括以下原料：过渡金属元素Cr与Ce，作为催化剂的活性组分；以及载体，所述的载体用于负载所述的活性组分；所述的载体是采用原位合成法将Cu引入到ZSM
‑
5的骨架中形成的Cu@ZSM
‑
5；在分子筛Cu@ZSM
‑
5中，Cu进入ZSM
‑
5的骨架中并替换了ZSM
‑
5结构中的Si。2.根据权利要求1所述的一种利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂，其特征在于：催化剂中，过渡金属元素Cr和Ce的摩尔比为1.0。3.根据权利要求1或2所述的一种利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、制备Cu@ZSM
‑
5，采用原位合成法将Cu引入到ZSM
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5的骨架中；步骤二、负载双金属，向作为载体的Cu@ZSM
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5上通过浸渍法负载过渡金属元素Cr与Ce。4.根据权利要求3所述的一种利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂的制备方法，其特征在于，在负载双金属之前，对载体Cu@ZSM
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5进行酸处理，通过酸处理来提高载体自身的酸性位点以增强氧化还原能力。5.根据权利要求3所述的一种利用双金属负载改性分子筛脱除氯苯的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一的具体步骤包括：首先，配置一定浓度的SiO2溶液；然后，将一定量的CuSO4和KCuO2加水搅拌一段时间，并将其加入到SiO2溶液中得混合液；最后，向所述的混合液中加入乙二醇，50～70℃继续搅拌一段时间，随后移入高压反应釜中，控制温度为70～90℃，处理10～14h，之后升温至170～190℃晶化72h，过滤后用水清洗，在500～600℃焙烧4h去除模板剂，焙烧后的样品与氯化铵溶液于室...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈琰，刘晓，张华伟，刘亭，马子轸，陈颖，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：