[发明专利]一种高分散钌基催化剂的制备方法及其在含氯挥发性有机污染物净化中的应用

说明书

本发明公开了一种高分散钌基催化剂的制备方法及其在含氯挥发性有机污染物净化中的应用，将硫酸钴水溶液加入到高锰酸钾水溶液中，反应后过滤，得到黑色固体粉末；将黑色固体粉末加入到水中，然后滴加贵金属源溶液，避光搅拌均匀后加入乙二醇搅拌均匀后加入乙二醛，搅拌均匀后在氮气保护下，于光照下搅拌30‑60min，并加热到60‑80℃反应后焙烧，得到钌基分散催化剂。本发明材料制备方法简单，经济性强，操作简单，并可在低温条件下有效的降解CVOCs，降低反应过程的能耗，实现经济环保的催化理念，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于大气污染治理技术领域，涉及一种高分散钌基催化剂的制备方法及其在含氯挥发性有机污染物净化中的应用。

背景技术

近年来，我国工业的飞速发展带来了一系列的环境污染问题。大气污染问题显得尤为突出，常见的大气污染问题有酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏以及雾霾生成。大气污染对环境和人体健康造成了极大的危害，因为雾霾问题导致呼吸道疾病的报道屡见不鲜。雾霾组分十分复杂，有近百种有害健康的化合物颗粒组成，其中粒径小于2.5μm的细颗粒(PM2.5)能直接进入并粘附在人体呼吸道和肺泡中，引起急性鼻炎和急性支气管炎等病症，长期处于这种环境还会诱发肺癌，并且雾霾还会对人体心血管系统造成影响，影响心理健康甚至进一步引起抑郁症。研究表明，挥发性有机物(volatile organic compounds，VOCs)对雾霾的产生具有重大贡献。

挥发性有机物是指由多种高蒸气压(133.32Pa)和低沸点(50～260℃)有机物组成的有机化合物，环境中主要来源为燃料和垃圾焚烧的不完全燃烧、化工制备(炼油、石化、涂料、油墨、粘结剂、农药和医药)过程的有机物排放、溶剂使用中的挥发排放(印刷包装、汽车喷涂、家具制造、鞋服制造和谷物熏蒸等)，其主要包括烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。其中，氯代烷烃由于其环境可持续性、较强的毒性、难降解性以及在处理过程中多种毒副产物的产生等问题成为研究的重点和难点。目前，对工业过程中VOCs的处理技术主要包括冷凝法、吸收法、热力燃烧法、生物处理法、低温等离子法、光催化法和催化燃烧法。催化燃烧由于其能耗少、易操作和环境友好等特点被广泛应用于工业废气的处理。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种高分散钌基催化剂的制备方法及其在含氯挥发性有机污染物净化中的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高分散钌基催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将硫酸钴水溶液加入到高锰酸钾水溶液中，反应后过滤，得到黑色固体粉末；

2)将黑色固体粉末加入到水中，然后滴加贵金属源溶液，避光搅拌均匀后加入乙二醇搅拌均匀后加入乙二醛，搅拌均匀后在氮气保护下，于光照下搅拌30-60min，并加热到60-80℃反应后焙烧，得到钌基分散催化剂。

本发明进一步的改进在于，高锰酸钾水溶液通过以下过程制得：将0.2-0.6g的高锰酸钾溶于200-600mL的去离子水中，在400-600r/min下搅拌20min，直至形成澄清透明的溶液，得到高锰酸钾水溶液。

本发明进一步的改进在于，硫酸钴水溶液通过以下过程制得：将硫酸钴溶于去离子水中，搅拌至形成澄清透明的溶液，得到硫酸钴水溶液；其中，硫酸钴与去离子水的比为1.8-2.4g：20-40mL。

本发明进一步的改进在于，硫酸钴与高锰酸钾的质量比为1.8-2.4g：0.2-0.6g；硫酸钴水溶液以滴加的方式加入到高锰酸钾水溶液中。

本发明进一步的改进在于，贵金属源为RuCl₃·xH₂O。

本发明进一步的改进在于，贵金属源与黑色固体粉末的质量比为0.004：1；高锰酸钾为0.2-0.6g时，乙二醇的加入量为4-6mL。