[发明专利]用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂及其制备方法，所述催化剂活性组分为RuO₂，使用Zr_yTi_1‑yO₂或MO_x‑Zr_yTi_1‑yO₂作为载体。本发明通过Zr对TiO₂的掺杂强化了载体晶格稳定性，提升了载体抗烧结性能；通过调节煅烧温度，实现催化剂晶型结构及微观形貌调控，增强催化剂热稳定性的同时，提升催化剂氧化还原性能；通过酸性金属氧化物的负载制备多活性中心催化剂，提高催化剂催化活性，最终实现高效稳定催化剂配方的开发。本发明具有对含氯挥发性有机物催化活性高、抗氯中毒能力强及热稳定性强的优点，可广泛应用于有机溶剂生产、制药、喷漆等领域含氯有机废气的治理。

技术领域

本发明属于催化剂制备和工业源挥发性有机物催化燃烧治理技术领域，具体地说是涉及一种用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂及其制备方法。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)是一类较为常见的大气污染物。含氯挥发性有机物(CVOCs)是VOCs诸多类别中的重要一类，其可作为原料、溶剂或中间体广泛应用于干洗、医药、金属加工、有机合成、农药制取、涂料生产等多个领域。大气中的CVOCs不仅会导致雾霾、光化学烟雾的形成，还会与臭氧发生反应从而导致臭氧层的破坏。此外，多数CVOCs具有较为稳定的化学性质，容易在生物体内富集，对人体健康具有严重的威胁。鉴于上述危害，CVOCs污染治理技术的研发尤为重要。

目前，CVOCs废气处理技术主要分为非破坏性的回收类技术和破坏性的降解类技术。回收技术主要借助于吸附、吸收、冷凝、膜分离等物理方法将气相CVOCs分子富集后再借助其它方法进行分离；降解技术则通过生物降解、燃烧、催化氧化等生化或化学的方法实现CVOCs的无害化处理。综合考虑各方法的适用范围、成本、处理彻底性等多方因素，催化氧化技术被认为是目前较具前景的CVOCs末端控制技术。

催化氧化技术的核心是催化剂的开发，导致CVOCs催化剂失活的主要原因有氯中毒失活和高温失活两大类。CVOCs催化氧化反应过程中由于C-Cl键断裂产生的Cl物种如果不能被快速清除便会在催化剂表面聚积，对催化剂催化活性造成严重负面影响。现在的催化剂在高温条件下容易烧结失活，因此制备过程中一般的煅烧温度(热处理)不会超过600℃。如申请人之前研究的高效抗氯中毒的挥发性有机物催化氧化催化剂可以很好的解决氯中毒失活问题，但是由于催化剂对高热的不稳定性，在高温条件下容易烧结失活，对反应温度波动较为剧烈的实际工业应用环境适应性较差。

实际工业应用环境中反应气氛、流速等工况条件波动所引起的瞬时冲温会导致催化剂所处环境温度间歇性飞升，有时甚至高达700℃以上(远高于催化反应正常温度260℃～300℃)。温度波动所造成的热冲击会破坏催化剂结构形貌，缩短催化剂使用寿命，这也给CVOCs的高效稳定催化脱除提出了严峻挑战。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种适用于高温含氯气氛条件下的，用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂，本发明催化剂具有催化活性高、抗氯中毒性能强及高热稳定性强等优点。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种用于挥发性有机物氧化脱除的抗氯高热稳定性催化剂，所述催化剂活性组分为RuO₂，使用Zr_yTi_1-yO₂或MO_x-Zr_yTi_1-yO₂作为载体，所述催化剂在700℃以上热处理后保持稳定的介孔结构和较高的比表面积。