[发明专利]一种降解1,2-二氯乙烷的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护领域，特别涉及一种提高1，2-二氯乙烷资源化效率所用的催化剂及其制备方法和应用。 

背景技术

去除含氯有机物的方法主要包括焚烧、催化燃烧、催化加氢和生物降解等。其中使用较多的是直接焚烧，因为处理工艺简单。但是，它主要针对含量较高的废气，且容易生成二次污染物，还需要高能耗。在此基础上逐渐发展了催化燃烧技术，可以节能同时避免二次污染物生成。而催化燃烧对污染物的资源化利用考虑不足。从可持续发展的角度出发，催化加氢脱氯技术日趋受到重视。催化加氢脱氯既避免二次污染，又可实现资源化的目的，因此是处理氯代有机物的最有潜力的技术。尤其是对较高浓度的氯代有机物污染气具有较好的经济价值。 

催化加氢脱氯技术中的重要环节是催化剂的选择。用于氯代有机化合物催化脱氯的催化剂主要有单金属型催化剂和复合型催化剂。单金属型催化剂主要为Pd，Pt等贵金属负载催化剂，具有较高的活性，主要产物为饱和烃。这类催化剂有两个缺点，一方面对于工业生产而言，饱和烃经济价值不如不饱和烃高；另一方面容易发生催化剂中毒现象。复合型催化剂是在单金属催化剂的基础上掺入第二种金属，如Cu，Ag，Ru，Sn等，一方面可以形成相对应的双金属合金，有利于提高更高经济价值的不饱和烃的选择性；另一方面可以减少氯化氢在Pd、Pt等贵金属表面的吸附，从而提高催化剂抗中毒能力。 

但是采用传统的法，将钯、铜通过共浸渍的方法负载到载体表面上，这样会形成大量的钯晶体和铜晶体，聚集在一起的钯晶体会将1，2-二氯乙烷直 接还原成乙烷，乙烯选择性较低，使得1，2-二氯乙烷资源化效率低。 

发明内容

本发明的目的是针对1，2-二氯乙烷的催化还原产物经济价值高的乙烯选择性较低的问题，提供一种能提高乙烯选择性以提高1，2-二氯乙烷资源化效率的催化剂。 

本发明的目的可以通过以下措施达到： 

一种降解1，2-二氯乙烷的催化剂，该催化剂的制备方法如下：利用容积沉积法使金属钯前驱体中的钯离子以沉淀的形式沉积在载体γ-氧化铝表面上，分离出负载载体并干燥，在氢气氛围中于300℃～400℃下使钯离子还原为金属钯，还原后移至金属铜前驱体溶液中，在氢气的作用下使铜离子在金属钯的表面上还原成金属铜，形成钯铜合金，干燥即得。 

本发明所述的容积沉积法是一种本领域中通用的方法，本发明对其步骤并无具体要求。一种优选的方案中容积沉积法采用下述步骤：将载体γ-氧化铝加入金属钯前驱体溶液中，在搅拌下逐渐加入氢氧化钠溶液直至体系的pH值达7.2～7.8，使钯离子以氢氧化钯的形式沉积在载体γ-氧化铝表面上。其中在小试中氢氧化钠的加入是在不断搅拌条件下，逐滴滴入以逐步提高溶液的碱性。 

本发明的催化剂的组成和质量百分比含量为：金属钯含量0.5％～1.5％、金属铜含量0.5％～3％，其余为载体。 

本发明所述的金属钯前驱体是指可溶于水的钯盐，具体可是硝酸钯或氯化钯等中的一种。本发明对金属钯前驱体溶液中钯离子的浓度并无特定要求，由于容积沉积法可以使金属钯前驱体溶液中的钯离子绝大部分或全部沉积在载体上，故只需根据催化剂组成中的金属钯的含量控制金属钯前驱体溶液中钯离子的总量即可。 

本发明中，氢气氛围中使钯离子还原为金属钯的反应时间优选为2～6小时，进一步优选4～6小时。 

本发明所述的金属铜前驱体是指可溶于水的铜盐，具体可以是硝酸铜或 氯化铜等中的一种。本发明对金属铜前驱体溶液中铜离子的浓度并无特定要求，由于还原反应可以使金属铜前驱体溶液中的铜离子绝大部分或全部沉积在载体上，故只需根据催化剂组成中的金属铜的含量控制金属铜前驱体溶液中铜离子的总量即可；在一种方案中，Cu²⁺浓度可以范围控制在0.1～0.3mol/L。 

本发明中在氢气的作用下使铜离子还原成金属铜的步骤，具体是边曝氢气边不断搅拌溶液，使反应充分进行。该反应可直接在常温(20～30℃)下进行。铜离子还原成金属铜的时间可以根据反应的进度进行控制，一般在1～3小时范围内，当然也可以根据反应体系中铜离子的反应进度进行相应调节。 

本发明的载体可采用现有技术中的各种γ-氧化铝，一种优选的方案是该载体由氧化铝在550℃～650℃下焙烧2～6h进行活化后制得。 

本发明中所述的干燥，对具体所采用的设备和步骤并无具体要求，其可适应于本领域中的各种干燥操作。一种优选的方案是在真空干燥箱中进行烘干。