復合氧化物催化劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高性能的含氯有機廢氣燃燒催化劑的制備方法，特別是涉及 Ce02-Cr203-Nb205復合氧化物催化劑的制備方法。
【背景技術】
[0002] 含氯揮發(fā)性有機物（CVOCs)是一類對環(huán)境和人類健康有著極大危害的化合物，常 見的有二氯甲烷（DCM)、三氯甲烷（CF)、二氯乙烷（DCE)、三氯乙烯（TCE)、四氯化碳（CT)、 氯苯（PhCl)等，由于它們具有良好的化學穩(wěn)定性，通常作為有機溶劑和化工生產(chǎn)過程中的 半成品而得到廣泛的應用。催化燃燒技術是CVOCs污染物凈化處理的重要和很有效手段之 一，因此，開發(fā)高效、穩(wěn)定的含氯有機廢氣燃燒催化劑對于催化燃燒技術的廣泛應用具有重 要的意義。貴金屬催化劑盡管對各類VOCs的催化氧化降解具有較高的催化活性，但對于氯 代烴類或含有氯代烴的VOCs催化消除反應來說，在反應過程中易受到氯代化合物分解產(chǎn) 生的(：12和HC1毒化作用；在高溫區(qū)易生成氧氯化合物而失活；另一方面，貴金屬催化劑對 Deacon反應和氯代反應活性也很高，催化降解過程中容易產(chǎn)生多氯代有機化合物，尤其對 于氯代芳烴的處理往往會產(chǎn)生毒性更大的多氯芳烴和二惡英類化合物。一般來說，非貴金 屬氧化物（VB、IIB)的催化活性要比貴金屬低，但是在抗雜原子如Cl、Br、S中毒能力方面稍 強。然而，Ce02及其復合氧化物具有良好的儲放氧能力和晶格氧流動性，在催化消除CVOCs 的反應中表現(xiàn)出良好的氧化性能，其催化活性及選擇性甚至比貴金屬催化劑更高，因此，弓丨 起了人們的廣泛關注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種高性能的含氯有機廢氣燃燒催化劑，具體是指 Ce02-Cr203-Nb205復合氧化物催化劑的制備方法。
[0004] 本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：
[0005] -種Ce02-Cr203-Nb205復合氧化物催化劑的制備方法，以硝酸絡、硝酸亞鋪、Nb203 氧化物或草酸鈮氨為主要原料，采用沉淀-沉積或共沉淀法制備Ce02-Cr203-Nb205復合氧化 物催化劑，催化劑中Ce/Cr的摩爾比為4:1，（Cr203+Ce02)/Nb205的質(zhì)量比為4:1~1:9,具 體制備步驟如下：
[0006] 按所述Ce02+Cr203/Nb205的質(zhì)量比，在設定濃度的硝酸亞鈰[Ce(N0 3) 3 · 6H20]和硝 酸鉻[Cr(N03)3*9H20]混合溶液中加入設定量的Nb的前驅(qū)物，攪拌均勻后在激烈攪拌下滴 加設定濃度的（NH4) 2C03沉淀劑，滴加至溶液pH值達到9. 0后室溫放置陳化12小時，然后 過濾、去離子水和乙醇洗滌多次至濾液中性，在ll〇°C下干燥2小時，500°C下焙燒2小時處 理，制得Ce02-Cr203-Nb205復合氧化物催化劑。
[0007] 作為進一步地改進，本發(fā)明所述的（Cr203+Ce02)/Nb205的最佳質(zhì)量比為3:4~1:4。
[0008] 作為進一步地改進，本發(fā)明所述的硝酸亞鈰[Ce(Ν03)3 ·6H20]和硝 酸鉻[Cr(N03) 3· 9H20]混合溶液中加入Nb的前驅(qū)物為Nb205粉體或草酸鈮氨
[(NH4)3NbO(C204) 3 · 4Η20]ο
[0009] 作為進一步地改進，本發(fā)明所述的硝酸亞鈰[Ce (N03) 3 · 6H20]和硝酸鉻 [Cr (N03) 3 · 9H20]混合溶液的濃度（Q+&)，或硝酸亞鈰[Ce (N03) 3 · 6H20]、硝酸鉻 [Cr(N03)3 · 9H20]和草酸鈮氨[(NH4)3Nb0(C204) 3 · 4H20]混合溶液的濃度（Q+&+Nb)均為 0·25mol/L〇
[0010] 作為進一步地改進，本發(fā)明所述的（見14)20) 3沉淀劑的濃度為0. 5mol/L。
[0011] 本發(fā)明具有的有益效果如下：
[0012] 采用廉價的硝酸亞鈰、硝酸鉻和草酸鈮氨或氧化鈮為原料，采用沉淀-沉積或共 沉淀法制得Ce02-Cr203-Nb205復合氧化物催化劑，制備工藝簡單，催化劑成本低，有良好的催 化降解活性和穩(wěn)定性，是一種高性能的含氯有機廢氣燃燒催化劑，對催化燃燒技術的廣泛 應用具有重要的意義。
【具體實施方式】
[0013] 下面通過具體實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步地說明：
[0014] 實施例1
[0015]將 3. 6gCr(N03) 3 · 9H20 和 15. 6gCe(N03) 3 · 6H20 溶解在 180mL水中，攪拌均勻后加 入13. 8gNb205粉體。在激烈攪拌下滴加（NH4)20)3沉淀劑，滴加至溶液pH值達到9. 0后室 溫放置陳化12小時，然后過濾、去離子水和乙醇洗滌多次至濾液中性，在110°C下干燥2小 時，500°C下焙燒2小時處理，制得Ce02-Cr203-Nb205復合氧化物催化劑。該催化劑中Ce/Cr 的摩爾比為4:1，（Cr203+Ce02)/Nb205的質(zhì)量比1:2。
[0016] 實施例2
[0017] 用實施例1相同的操作，不同之處在于：將1.lgCr(N03)3*9H20、4.7gCe(N03)3*6H20 和15. 6g草酸鈮氨共同溶解在180mL水中，攪拌均勻后在激烈攪拌下滴加（NH4) 20)3沉淀劑。 該催化劑中Ce/Cr的摩爾比為4:1，（Cr203+Ce02)/Nb205的質(zhì)量比1:2。
[0018] 實施例3
[0019] 用實施例1相同的操作，不同之處在于：將0· 6gCr(N03)3 ·9Η20、2· 8gCe(N03)3 ·6Η20 和18. 4g草酸鈮氨共同溶解在180mL水中，攪拌均勻后在激烈攪拌下滴加（ΝΗ4) 20)3沉淀劑。 該催化劑中Ce/Cr的摩爾比為4:1，（Cr203+Ce02)/Nb205的質(zhì)量比1:4。
[0020] 實施例4
[0021] 用實施例1相同的操作，不同之處在于：將3. 6gCr(N03)3 · 9H20和 15. 6gCe(N03)3 · 6H20溶解在180mL水中，攪拌均勻后在激烈攪拌下滴加（NH4)2C03沉淀劑。 該催化劑中Ce/Cr的摩爾比為4:1，不含Nb205。
[0022] 實施例5
[0023]用實施例1相同的操作，不同之處在于：將2. 3gCr(N03)3 ·9Η20、9· 9gCe(N03)3 ·6Η20 和8. 2g草酸鈮氨共同溶解在180mL水中，攪拌均勻后在激烈攪拌下滴加（冊14)20)3沉淀劑。 該催化劑中Ce/Cr的摩爾比為4:1，（Cr203+Ce02)/Nb205的質(zhì)量比2:1。
[0024] 1~4實例中催化劑對含氯有機物的催化降解活性如下表所示：
[0025]
[0026] 注：0. 3mL、粒徑為40-60目的催化劑，空速為15000h_ 1。
[0027] 以上列舉的僅是本發(fā)明的部分具體實施例，顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可 以有許多變形，本領域的普通技術人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導出或聯(lián)想到的所有變 形，均應認為是本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種Ce02-Cr203-Nb205復合氧化物催化劑的制備方法，其特征是，以硝酸絡、硝酸亞 鈰、Nb203氧化物或草酸鈮氨為主要原料，采用沉淀-沉積或共沉淀法制備CeO2-Cr203-Nb205 復合氧化物催化劑，催化劑中Ce/Cr的摩爾比為4:1，（Cr203+Ce02)/Nb205的質(zhì)量比為4:1~ 1:9,具體制備步驟如下： 按所述Ce02+Cr203/Nb205的質(zhì)量比，在設定濃度的硝酸亞鈰[Ce(N03)3 ·6Η20]和硝酸鉻 [Cr(N03)3 · 9Η20]混合溶液中加入設定量的Nb的前驅(qū)物，攪拌均勻后在激烈攪拌下滴加設 定濃度的（NH4) 2C03沉淀劑，滴加至溶液pH值達到9. 0后室溫放置陳化12小時，然后過濾、 去離子水和乙醇洗滌多次至濾液中性，在ll〇°C下干燥2小時，500°C下焙燒2小時處理，制 得Ce02-Cr203-Nb205復合氧化物催化劑。2. 根據(jù)權利要求1所述的Ce02-Cr203-Nb205復合氧化物催化劑的制備方法，其特征是， 所述的（Cr203+Ce02)/Nb205的最佳質(zhì)量比為3:4~1:4。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的Ce02-Cr203-Nb205復合氧化物催化劑的制備方法，其特征 是，所述的硝酸亞鈰[Ce(N03)3 · 6H20]和硝酸鉻[Cr(N03)3 · 9H20]混合溶液中加入Nb的前 驅(qū)物為Nb205粉體或草酸鈮氨[(NH4)3NbO(C204) 3 · 4H20]。4. 根據(jù)權利要求1或2所述的Ce02-Cr203-Nb205復合氧化物催化劑的制備方法，其特征 是，所述的硝酸亞鈰[Ce(N03)3 ·6Η20]和硝酸鉻[Cr(N03)3 ·9Η20]混合溶液的濃度（Cy&)，或 硝酸亞鈰[Ce(N03)3 · 6H20]、硝酸鉻[Cr(N03)3 · 9H20]和草酸鈮氨[(NH4)3Nb0(C204)3 · 4H20] 混合溶液的濃度（C￡e+&+Nb)均為0· 25mol/L〇5. 根據(jù)權利要求1或2所述的Ce02-Cr203-Nb205復合氧化物催化劑的制備方法，其特征 是，所述的（見1 4)20)3沉淀劑的濃度為0. 5mol/L。
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種CeO2-Cr2O3-Nb2O5復合氧化物催化劑的制備方法，以硝酸鉻、硝酸亞鈰和具有酸性的Nb2O5氧化物或草酸鈮氨為原料，采用沉淀-沉積或共沉淀法制備CeO2-Cr2O3-Nb2O5復合氧化物催化劑，催化劑中Ce/Cr的摩爾比為4:1，(Cr2O3+CeO2)/Nb2O5的質(zhì)量比為4:1～1:9。催化劑制備工藝簡單、成本低，對二氯甲烷(DCM)、二氯乙烷(DCE)、三氯乙烯(TCE)和氯苯等含氯有機化合物有良好的催化降解活性和穩(wěn)定性，CO2和HCl選擇性高和無多氯烴等副產(chǎn)物產(chǎn)生。<!-- 2 -->
【IPC分類】B01J23/26, B01D53/86, B01D53/70
【公開號】CN105251476
【申請?zhí)枴緾N201510651148
【發(fā)明人】周仁賢, 楊鵬
【申請人】浙江大學
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月10日