[发明专利]基于θ-Al2

说明书

本发明属于资源与环境领域，具体涉及一种基于θ‑Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;催化剂高效催化分解电解铝烟气中的CFsubgt;4/subgt;及HF副产物资源化的方法。先通过水热法制备θ‑Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;纳米片，在固定床上实现θ‑Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;纳米片催化剂高效分解CFsubgt;4/subgt;，收集得到的HF废液，通过化学沉淀法得到Nasubgt;3/subgt;AlFsubgt;6/subgt;和CaFsubgt;2/subgt;。本发明基于高效催化CFsubgt;4/subgt;的θ‑Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;催化剂，具有优异的催化性能和稳定性。在其制备过程中，反应时间短、简单易行，HF废液资源化得到的Nasubgt;3/subgt;AlFsubgt;6/subgt;和CaFsubgt;2/subgt;为电解铝工业中的原材料，实现了电解铝烟气中的含氟气体的氟循环。催化分解CFsubgt;4/subgt;的效率可达100％，单次使用寿命可达350h，Nasubgt;3/subgt;AlFsubgt;6/subgt;回收率可达92.2％，CaFsubgt;2/subgt;回收率可达7.6％，整体Fsupgt;‑/supgt;回收率可达99.9％。

技术领域

本发明属于资源与环境领域，具体涉及一种基于θ-Al₂O₃催化剂高效催化分解电解铝烟气中的CF₄及HF副产物资源化的方法。

背景技术

我国电解铝的产量逐年稳定增加，2021年我国电解铝产量高达3850万吨，由于电解铝生产过程中的阳极效应，每生产一吨电解铝，约产生2Kg CF₄，以2021年我国电解铝产量来算，3850万吨铝至少产生7.6万吨CF₄，其全球变暖潜能值(Global WarmingPotential，GWP)为二氧化碳(CO₂)的7390倍，其排放当量为4.9亿吨CO₂，而电解铝行业CO₂的排放量仅为0.38亿吨，且CF₄十分稳定，在大气中的自然分解时间需要50,000年。因此，对于处理电解铝工业排放的CF₄气体特别重要。

另一方面，C-F键很强，其键能为543kJ mol^-1，破坏CF₄分子的结构需要较苛刻的条件。由于操作简单、处理通量大，处理温度较低、没有有害的终端产物产生，催化水解法是目前最有效也是也合适的手段处理CF₄分子，θ-Al₂O₃纳米片催化剂具有较大的比表面积和丰富的路易斯酸位点，是催化水解CF₄的理想催化剂。催化水解法分解CF4得到的终端产物为CO₂和HF，HF通过水瓶吸收，收集得到的HF废液通过化学沉淀法可以得到Na₃AlF₆和CaF₂，可作为电解铝行业的原材料。目前，还未有基于θ-Al₂O₃催化剂高效催化分解电解铝烟气中的CF₄及其HF副产物资源化的相关专利报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于θ-Al₂O₃催化剂高效催化分解电解铝烟气中的CF₄及HF副产物资源化的方法，该方法基于高效催化CF₄的θ-Al₂O₃催化剂，具有优异的催化性能和稳定性。在其制备过程中，反应时间短、简单易行，HF废液资源化得到的Na₃AlF₆和CaF₂为电解铝工业中的原材料，实现了电解铝烟气中的含氟气体的氟循环。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：