[发明专利]催化降解含氯VOCs的两段式催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种催化降解含氯VOCs的两段式催化剂及其制备方法和应用，其中两段式催化剂包括催化剂A、催化剂B以及阻隔介质，催化剂A和催化剂B分两段设置，两段催化剂之间通过阻隔介质阻隔；所述催化剂A的活性组分为Ce、Cr、V、Fe和Ni的化合物中的至少一种，催化剂A的载体为酸性氧化物；所述催化剂B的活性组分为Cu的化合物中的至少一种，催化剂B的载体为CeO₂；所述阻隔介质为SiO₂、Al₂O₃、石英砂、石英棉和玻璃纤维中的至少一种。两段式催化剂能很好地解决深度氧化及催化剂氯中毒的问题。

技术领域

本发明涉及催化技术领域，尤其涉及一种催化降解含氯VOCs(挥发性有机物)的两段式催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

二氧化硫、氮氧化物、VOCs(挥发性有机物)和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成部分。其中，二氧化硫和氮氧化物经过多年的大力整治已经逐渐好转，而挥发性有机物排放量巨大，涉及面广，控制难度比二氧化硫和氮氧化物更大，更复杂，目前的控制力度成效甚微，挥发性有机物减排工作进入“攻坚期和深水区”。

国家政策和法规对于挥发性有机物污染治理也有着重要的导向作用，2011年“十二五”环保规划将VOCs的污染防治列入其中；2013年9月，《大气污染防治行动计划》首次提出将VOCs纳入排污收费范围；2015年初，十三五指标扩容将VOCs纳入总量控制。

含氯挥发性有机化合物(CVOCs)，是VOCs中的重要组成部分，作为溶剂或半成品，被广泛应用于石油化工、涂料、印刷、医药等各个行业；其通常具有较高毒性，部分甚至可以致癌、致畸和致突变，并且可以破坏臭氧层，严重威胁着自然环境与人类健康。因此，CVOCs的治理技术研究迫在眉睫。相比于吸收、吸附、冷凝等治理技术，催化燃烧法具有转化温度低、不易产生二次污染等特点，是目前控制CVOCs排放最有效的方法之一。因此，研究开发具有良好低温活性、选择性、抗中毒性能的催化剂是CVOCs催化燃烧技术的关键。

对于CVOCs(主要是氯代脂肪烃类)，其催化氧化机理一般为C-Cl、C-H键断裂和含C副产物的深度氧化，即脱氯、初步氧化和深度氧化。目前，关于CVOCs催化燃烧催化剂的研究不多。其中较为广泛应用的有Pd、Pt贵金属催化剂和Cr、Ce等非贵金属氧化物催化剂。贵金属类催化剂价格高，反应中易生成氧氯化合物中毒，且高温易流失，这些问题都导致其应用受到限制；过渡金属氧化物类催化剂活性相比贵金属类催化剂较低，且容易氯中毒。

现有的催化剂都是一段式催化剂，同时承担了脱氯、氧化的功能，在应用中普遍存在着催化氧化不完全、更高毒性副产物的生成、催化剂中毒等问题，通常在催化降解含氯VOCs的工序后需要再增加深度氧化工序，这样就增加了工艺的复杂程度。

发明内容

本发明提供了一种催化降解含氯VOCs的两段式催化剂，其催化性能优异，能保证中间副产物的进一步降解和CO的完全氧化，还具有较好的抗氯中毒性能。

一种催化降解含氯VOCs的两段式催化剂，包括催化剂A、催化剂B以及阻隔介质，催化剂A和催化剂B分两段设置，两段催化剂之间通过阻隔介质阻隔；

所述催化剂A的活性组分为Ce、Cr、V、Fe和Ni的化合物中的至少一种，催化剂A的载体为酸性氧化物；

所述催化剂B的活性组分为Cu的化合物中的至少一种，催化剂B的载体为CeO₂；

所述阻隔介质为SiO₂、Al₂O₃、石英砂、石英棉和玻璃纤维中的至少一种。