【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化材料领域，具体涉及hcl催化氧化制备氯气。
技术介绍
0、技术背景
1、氯气(cl2)广泛应用于聚氨酯、有机硅、环氧树脂、氯化橡胶、多晶硅制造、消毒剂、食品添加剂、化妆品助剂等高分子化工、能源化工及精细化工行业。在大部分耗氯行业中，氯气的使用出现的严重的制约因素，是副产氯化氢的量逐年增加。而将氯化氢氧化成为氯气，进行循环，是解决该问题的很好思路。就最近几十年的发展来看，催化氧化法是最有效的解决方案，尤其是经由deacon反应的催化氧化法，由于操作简单、设备成本低的特点，最具工业化潜力。
2、deacon反应是在有催化剂的情况下将氯化氢氧化成氯气。催化剂的类型直接影响deacon反应氯化氢的转化率。目前deacon反应所使用的催化剂主要采用铬、铜及钌等金属元素。目前，商业化的催化剂是以金红石型tio2或sno2为载体的钌催化剂。然而钌催化剂在长期的使用过程中仍存在着活性降低、挥发及烧结的不足，因而，关于新型钌催化剂的开发，仍具有重要应用价值。
3、住友化学工业株式会社在专利cn1145328a中，提到用四氯化钛与四氯化锆制备混合载体负载钌，制得粉末催化剂，再经成型，用于固定床。拜尔材料科学股份公司在专利cn200780018676中，将钌负载到sno2上，用zro2做粘结剂。韩华思路信株式会社在专利cn201980082064中，提到将al2o3、ceo2与zro2的复配，再负载钌，煅烧温度为300-400℃；在专利cn202080085814中还尝试将上述载体成型。文献中有报
技术实现思路
1、针对现有的以金红石型二氧化钛或二氧化锡为载体的商业钌催化剂仍需要提高活性和稳定性的要求，本专利技术第一目的在于，提供了一种二维zro2-ruo2复合负载型催化剂，旨在改善hcl催化氧化能力和稳定性。
2、本专利技术第二目的在于，提供所述二维zro2-ruo2复合负载型催化剂的制备方法，旨在成功制备所述的催化剂。
3、本专利技术第三目的在于，提供所述的二维zro2-ruo2复合负载型催化剂在催化氯化氢氧化制备氯气中的应用。
4、一种二维zro2-ruo2复合负载型催化剂，包括载体及其负载的活性成分；
5、所述的活性成分为呈二维纳米结构的zro2-ruo2复合材料；且其中的ruo2具有110优势晶面。
6、本专利技术提供了一种全新的负载型催化剂，其中的zro2-ruo2复合呈现出二维结构，且其中的ruo2具有110优势暴露晶面。本专利技术研究表明，所述特殊成分以及特殊形貌和晶面的材料，能够实现协同，可以意外地表现出优异的hcl催化氧化活性和稳定性。
7、本专利技术中，所述的载体类型没有特别要求，能够复合hcl催化氧化领域应用需要即可，例如，其可以包括氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化铈、二氧化锡中的至少一种；
8、本专利技术中，所述的ruo2具有110优势暴露晶面，其织构系数可在20％以上，进一步可以为20～90％。
9、本专利技术中，所述的二维zro2-ruo2复合负载型催化剂中，zro2、ruo2的负载量可根据催化需要进行合理调控，例如，负载量可以在0.1wt.％以上。考虑到处理成本和经济型，所述的zro2的负载量优选在2wt.％以上，进一步在4wt.％以上；更进一步在5～15wt.％，进一步可以为8～10wt.％。
10、ruo2的负载量优选在0.5wt.％以上，进一步在1wt.％以上；更进一步在1～5wt.％，进一步可以为1～3wt.％，更进一步可以为1～2wt.％。
11、本专利技术还提供了一种二维zro2-ruo2复合负载型催化剂的制备方法，步骤包括：
12、步骤(1)：
13、预先将载体和锆源复合后进行第一段煅烧，获得载zro2中间体a，其中，第一段煅烧的温度为500～1000℃；
14、步骤(2)：
15、将载zro2中间体a和钌源复合后进行第二段煅烧，获得载ruo2-zro2中间体b，其中，第二段煅烧的温度为200～350℃；
16、步骤(3)：
17、将载ruo2-zro2中间体b在保护气氛中进行第三段煅烧，制得所述的二维zro2-ruo2复合负载型催化剂，其中，第三段煅烧的温度为350～550℃。
18、本专利技术研究表明，为了成功制备所述的材料需要解决zro2-ruo2的二维化及优势晶面诱导暴露等难题。针对本专利技术所述材料制备所面临的问题，本专利技术创新地提供了一种先zr后ru的三段煅烧制备思路，进一步配合三段煅烧阶段的温度的联合控制，如此能够意外地实现协同，能够意外地诱导优势晶面暴露，不仅如此，还能够促使活性成分二维化，进而暴露更多反应活性位点，并改善hcl的耐受稳定性。研究表明，所述的制备方法制备得到的材料，能够意外地显著改善hcl的催化氧化制备cl2的活性和稳定性。
19、本专利技术中，所述的锆源可以是常规的包含zr的原料，例如可以包括无机锆源和/或有机锆源。作为可选的方案，所述的无机锆源包括硝酸锆、硫酸锆、氯化锆和氯氧化锆中的至少一种。
20、本专利技术中，所述的载体和锆源可基于已知的工艺复合。作为一个可列举的方案，载体和锆源基于液相浸渍方式或沉淀法进行复合。
21、所述的浸渍方式例如为将载体置于包含锆源的溶液中浸渍，随后脱溶剂得到需要的复合物。
22、本专利技术中，第一段煅烧阶段的气氛为氧化性气氛；优选为含氧气氛，其包含氧气、空气等的一种；考虑到处理成本，进一步优选为空气；
23、优选地，第一段煅烧的温度为650～950℃，进一步优选为800～900℃；
24、本专利技术中，第一段煅烧的时间在0.5h以上，考虑到制备效率，可进一步为1～10h，更进一步为2～5h，更进一步为2～3h。
25、本专利技术中，所述的钌源可以是任意的能够提供ru成分的原料，例如可以包括无机钌源和/或有机钌源。进一步地，所述的无机钌源包括但不限于三氯化钌、三氯化钌水合物、氯钌酸盐、氯钌酸盐水合物、钌氨配合物中的至少一种。
26、本专利技术中，所述的载zro2中间体a和钌源可基于已知的工艺复合得到，例如，可通过液相浸渍方式或沉淀法进行复合；
27、本专利技术中，第二段煅烧阶段的气氛为氧化性气氛；优选为含氧气氛，其包含氧气、空气等的一种，优选为空气；
28、优选地，第二段煅烧的温度为250～300℃，进一步优选为250～270℃；
29、本专利技术中，第二段煅烧的时间在1h以上，考虑到制备效率，可进一步为5～30h，更进一步为10～20h。
30、本专利技术中，通过所述的先zr一段煅烧以及后ru二段煅烧工艺下，进一步再进行第三段的煅烧，如此利于调控体系的成分的物本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二维ZrO2-RuO2复合负载型催化剂，其特征在于，包括载体及其负载的活性成分；
2.如权利要求1所述的二维ZrO2-RuO2复合负载型催化剂，其特征在于，所述的载体包括氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化铈、二氧化锡中的至少一种；
3.如权利要求1或2所述的二维ZrO2-RuO2复合负载型催化剂，其特征在于，所述的二维ZrO2-RuO2复合负载型催化剂中，ZrO2和RuO2的负载量分别在0.1wt.％以上；优选地，所述的ZrO2的负载量在2wt.％以上，进一步在4wt.％以上；更进一步在5～15wt.％，进一步可以为8～10wt.％；
4.一种权利要求1～3任一项二维ZrO2-RuO2复合负载型催化剂的制备方法，其特征在于，步骤包括：
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的锆源包括无机锆源和/或有机锆源；
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，第一段煅烧阶段的气氛为氧化性气氛；优选为含氧气氛，其包含氧气，还选择性包含氮气、惰性气体中的至少一种，优选为空气；
7.如权利要求4所述的制备
8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的第三段煅烧阶段的气氛包括氮气、氩气、氧气、空气、二氧化碳中的至少一种；
9.一种权利要求1～3任一项所述的二维ZrO2-RuO2复合负载型催化剂或权利要求4～8任一项所述的制备方法制得的二维ZrO2-RuO2复合负载型催化剂的应用，其特征在于，将其作为催化剂，用于催化HCl和氧气的氧化制备氯气的反应。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，氧化反应阶段的温度为200～450℃；优选为250～370℃；
...【技术特征摘要】
1.一种二维zro2-ruo2复合负载型催化剂，其特征在于，包括载体及其负载的活性成分；
2.如权利要求1所述的二维zro2-ruo2复合负载型催化剂，其特征在于，所述的载体包括氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化铈、二氧化锡中的至少一种；
3.如权利要求1或2所述的二维zro2-ruo2复合负载型催化剂，其特征在于，所述的二维zro2-ruo2复合负载型催化剂中，zro2和ruo2的负载量分别在0.1wt.％以上；优选地，所述的zro2的负载量在2wt.％以上，进一步在4wt.％以上；更进一步在5～15wt.％，进一步可以为8～10wt.％；
4.一种权利要求1～3任一项二维zro2-ruo2复合负载型催化剂的制备方法，其特征在于，步骤包括：
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的锆源包括无机锆源和/或有...
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