【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于含氯挥发性有机化合物催化燃烧的co3o4@hzsm-5催化剂及其制备方法和应用，具体地说，采用沉淀-水热法制备co3o4@hzsm-5催化剂，属于大气污染控制领域。
技术介绍
1、含氯挥发性有机化合物作为工业生产中被广泛使用的溶剂，被广泛应用于农业、工业、医药等行业领域。由于处置不当大量含氯挥发性有机化合物会被排放到环境当中，对环境造成破坏的同时也会严重危害人体健康。例如，在氯碱工业、聚氯乙烯（pvc）工业和涂料工业中，会产生低浓度的以氯乙烯为主的氯代烃废气；在农药、医药、消毒剂、洗涤剂和橡胶等行业中，会有低浓度的氯苯废气产生。目前，我国对大气污染物的排放制定了严格的排放标准，例如，在《烧碱、聚氯乙烯工业污染物排放标准》（gb 15581-2016）中规定，氯乙烯的排放浓度限值为10 mg/m3，二氯乙烷的排放浓度限值为5 mg/m3。因此，如何高效处理排放的含氯挥发性有机化合物废气成为当下研究的重点。催化燃烧技术具有净化效率高，操作简便和无二次污染等优点，具有良好的工业应用前景。设计与开发具有高催化活性和稳定性的催化剂至关重要。
2、目前，用于含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应的常见催化剂有负载型贵金属催化剂、钙钛矿型催化剂和过渡金属氧化物催化剂。负载型贵金属催化剂通常具有很高的催化活性，但其价格昂贵，如文献（environ. sci. technol., 2021, 55: 10734-10743）制备的ru/co3o4催化剂具有优异的氯乙烯催化燃烧活性，但在反应过程中会产生大量的多氯副产物，而且
3、上述文献报道的各种催化剂虽然各有其优点，但是都存在以下不足之处：催化燃烧过程中容易产生多氯副产物，造成二次污染；催化剂活性中心容易因氯中毒而失活，导致催化剂稳定性较差；催化剂高温稳定性较差，贵金属在高温下易流失，过渡金属氧化物在高温下易烧结，导致活性下降。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应的高性能co3o4基催化剂及其制备方法，以克服现有催化剂存在的不足之处。
2、本专利技术所述的用于含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应的co3o4@hzsm-5催化剂的组成及其重量百分比含量为：
3、co3o4 50~76%，
4、hzsm-5 24~50%。
5、本专利技术所述的用于含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应的co3o4@hzsm-5催化剂中的co3o4，采用沉淀-水热法制备，具体包括如下步骤：将硝酸钴溶于去离子水中，然后加入一定量三乙胺和乙醇的混合溶液，搅拌30~90分钟后转移到水热釜中，在150°c~170°c烘箱中放置20~30小时，抽滤，洗涤至中性，然后将所得沉淀依次在60~100°c真空干燥8~16小时，在300~500°c于空气气氛中焙烧2~5小时。
6、本专利技术所述的用于含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应的co3o4@hzsm-5催化剂，采用水热法制备，hzsm-5分子筛中硅铝的摩尔比为10~120。具体包括如下步骤：将氯化钠、聚乙二醇和四丙基氢氧化铵溶于去离子水中，加入一定量的异丙醇铝，超声、搅拌后加入一定量的正硅酸乙酯，然后加入一定量沉淀-水热法制备的co3o4，搅拌12~36小时后转移到水热釜中，在80°c~170°c烘箱中放置20~80小时，抽滤，洗涤，然后将所得沉淀依次在100~120°c干燥8~16小时，在400~900°c于空气气氛中焙烧2~5小时。将焙烧后的样品置于氯化铵水溶液中，在70~90°c油浴中搅拌1~2小时，重复该过程3~5次后，抽滤，洗涤至中性，然后将所得沉淀依次在100~120°c干燥8~16小时，在400~600°c于空气气氛中焙烧2~5小时。
7、本专利技术所述的co3o4@hzsm-5催化剂用于含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应中，其特征在于，其催化反应条件为：含氯挥发性有机化合物的浓度为500~3000ppm，水的浓度为0%~5%，反应空速为10000~40000ml·g-1·h-1。
8、本专利技术的催化剂的制备方法的显著优点在于，采用沉淀-水热法制备co3o4@hzsm-5催化剂，将co3o4嵌入在hzsm-5分子筛的外表面，由于co3o4与hzsm-5骨架中的al之间的强相互作用，使得co3o4锚定在hzsm-5的表面上，不易发生co3o4颗粒的团聚。经过高温焙烧后，co3o4的颗粒尺寸没有发生明显变化，使得催化剂仍具有较高的催化活性和选择性。co3o4@hzsm-5催化剂比常规浸渍法制备的co3o4/hzsm-5催化剂和机械混合法制备的co3o4+hzsm-5催化剂具有更好的高温稳定性。
9、本专利技术的催化剂的显著优点之一在于，不生成毒性更大的多氯副产物，避免二次污染，能在较低的反应温度下将含氯挥发性有机化合物完全氧化为氯化氢或氯气、二氧化碳和水，然后用碱液进行吸收，实现含氯挥发性有机化合物废气的达标排放。
10、本专利技术的催化剂的显著优点之二在于，采用沉淀-水热法制备co3o4@hzsm-5催化剂，制备方法简单易行，催化剂具有高活性，高选择性，高稳定性，易于实现工业化。
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1.用于含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应的Co3O4@HZSM-5催化剂，其特征在于，所述催化剂的组成及其重量百分比含量为：
2.权利要求1所述的用于含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应的Co3O4@HZSM-5催化剂，其特征在于，所述的Co3O4采用沉淀-水热法制备，具体包括如下步骤：将硝酸钴溶于去离子水中，然后加入一定量三乙胺和乙醇的混合溶液，搅拌30~90分钟后转移到水热釜中，在150°C~170°C烘箱中放置20~30小时，抽滤，洗涤至中性，然后将所得沉淀依次在60~100°C真空干燥8~16小时，在300~500°C于空气气氛中焙烧2~5小时。
3.制备权利要求1和权利要求2所述的用于含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应的Co3O4@HZSM-5催化剂的方法，其特征在于，该制备方法为水热法，HZSM-5分子筛中硅铝的摩尔比为10~120。具体包括如下步骤：将氯化钠、聚乙二醇和四丙基氢氧化铵溶于去离子水中，加入一定量的异丙醇铝，超声、搅拌后加入一定量的正硅酸乙酯，然后加入一定量沉淀-水热法制备的Co3O4，搅拌12~36小时后转移到水热釜中，在80°C~1
4.权利要求1所述的Co3O4@HZSM-5催化剂用于含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应中，其特征在于，其催化反应条件为：含氯挥发性有机化合物的浓度为500~3000ppm，水的浓度为0%~5%，反应空速为10000~40000mL·g-1·h-1。
...【技术特征摘要】
1.用于含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应的co3o4@hzsm-5催化剂，其特征在于，所述催化剂的组成及其重量百分比含量为：
2.权利要求1所述的用于含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应的co3o4@hzsm-5催化剂，其特征在于，所述的co3o4采用沉淀-水热法制备，具体包括如下步骤：将硝酸钴溶于去离子水中，然后加入一定量三乙胺和乙醇的混合溶液，搅拌30~90分钟后转移到水热釜中，在150°c~170°c烘箱中放置20~30小时，抽滤，洗涤至中性，然后将所得沉淀依次在60~100°c真空干燥8~16小时，在300~500°c于空气气氛中焙烧2~5小时。
3.制备权利要求1和权利要求2所述的用于含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应的co3o4@hzsm-5催化剂的方法，其特征在于，该制备方法为水热法，hzsm-5分子筛中硅铝的摩尔比为10~120。具体包括如下步骤：将氯化钠、聚乙二醇和...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭杨龙，李鸣祺，王爱勇，詹望成，郭耘，王丽，戴启广，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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