[发明专利]一种降解苯系物和乙酸乙酯的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种负载型催化剂，以及该催化剂的制备方法和应用。其通过先在载体制备过程中加入助剂，再通过浸渍和两次氧化还原反应，使活性组分均匀分散于载体表面，使活性组分以金属态高度分散于载体表面，进而提升了低温催化氧化性能。该催化剂在80～150℃的温度范围内对苯系物和乙酸乙酯的催化氧化转化率接近100％，优于现有催化剂的性能。

技术领域

本发明属于低温催化氧化技术领域，具体涉及一种能够在较低温度下降解苯系物和乙酸乙酯的催化剂，及其该催化剂的制备方法和应用。

背景技术

目前，常规的净化去除苯系物主要采用活性碳吸附法、等离子体法和催化氧化法。然而这些方法存在一定的缺点，例如：活性碳的吸附容量及更换问题，过滤层的更换周期及预期效果的问题，以及等离子体产生臭氧等二次污染的问题。

近年来，催化氧化技术被证实为一种有效的净化有机物的技术。目前能够达到催化降解苯系物的催化剂为Pd、Pt等负载型催化剂，其完全转化温度均高于250℃。这些催化剂一般使用温度范围在250～450℃之间，存在需提供较高的能源消耗、设备占地空间较大、成本较高、使用受限的问题。现有的非贵金属催化剂主要有TiO₂、MnO₂、CeO₂等，其操作反应温度为300～500℃，高于贵金属催化剂。因此需要一种能够在较低温度下(80～150℃)催化降解苯系物的负载型催化剂。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种能够在较低温度下降解苯系物和乙酸乙酯的负载型催化剂。

本发明的第二目的在于提供上述催化剂的制备方法。

本发明的第三目的在于提供上述催化剂在降解苯系物和乙酸乙酯中的应用。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明涉及一种降解苯系物和乙酸乙酯的催化剂，所述催化剂包括载体和负载于载体表面的活性组分和助剂，其中所述活性组分为Pd和Ru，所述助剂为Na和/或K。所述活性组分中，Pd能够使参与反应的氧气分子活化，Ru促进有机物分子中的C-C键断开，助剂的作用是使Pd和Ru在载体表面分散均匀。

反应方程式如式(1)和(2)所示。

优选地，所述催化剂中活性组分的质量百分含量为0.1～1％，更优选1％；所述助剂的质量百分含量为0.5～5％，更优选2％。

优选地，所述活性组分中Pd与Ru的质量比为7:(2-5)，更优选7:3。

优选地，所述载体选自Al₂O₃、MCM-41、TiO₂、ZSM-5中任意一种，优选Al₂O₃。

本发明还涉及所述催化剂的制备方法，包括先制备得到含有助剂的载体，再将活性组分浸渍到载体上，经过干燥和焙烧得到所述催化剂。

优选地，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将拟薄水铝石与碱金属碳酸盐混合后进行焙烧，得到Al₂O₃载体；

优选地，所述碱金属碳酸盐为碳酸钠和/或碳酸钾，所述拟薄水铝石与碱金属碳酸盐的质量比为(15～25):1。

优选地，所述焙烧包括在350～450℃焙烧1.5～3h，然后升温至600～700℃焙烧5～7h，反应气氛为15％O₂/Ar。