本本發(fā)明涉及用于氯乙烯催化燃燒的ru/sno2催化劑及其制備方法和應用，具體地說，采用浸漬法將三氯化釕負載在用氨水沉淀法制備的sno2載體表面而制成，屬于大氣污染控制領域。

背景技術：

在聚氯乙烯生產過程中會排放大量的低濃度氯乙烯廢氣，如果直接排放到大氣中會嚴重污染環(huán)境并危害公眾健康。隨著各國環(huán)境法規(guī)及排放標準的日趨嚴格，如何有效處理此類化合物成為各國研究的熱點課題。催化燃燒方法具有操作溫度低、凈化效率高和無二次污染等優(yōu)點，具有廣闊的工業(yè)應用前景，因此，設計與制備具有催化活性高和穩(wěn)定性好的催化劑至關重要。

在氯乙烯廢氣的催化燃燒技術中，常用的催化劑有鈣鈦礦型催化劑，過渡金屬復合氧化物催化劑和負載型貴金屬催化劑。鈣鈦礦型催化劑結構穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性好且具有較高的初活性，如文獻(appl.catal.b:environ.,2013,134-135:310-315)制備的la0.8ce0.2mno3鈣鈦礦型催化劑和中國專利cn104888776a制備的lamnru0.02o3+δ鈣鈦礦型催化劑都對氯乙烯的催化燃燒反應表現(xiàn)出較好的初活性，但是容易生成多氯副產物和催化劑因氯中毒而失活。過渡金屬復合氧化物催化劑因其低廉的價格和良好的活性而備受青睞，如文獻(chin.j.catal.,2012,33:557-562)制備的ceo2-mnox催化劑在220^oc實現(xiàn)了氯乙烯的完全燃燒，但是容易生成多氯副產物和穩(wěn)定性還有待驗證。負載型貴金屬催化劑雖然具有很高的催化活性，但是價格昂貴，如德國degussa和hoechst公司（catal.today,1993,17(1-2):383-390）共同開發(fā)了用于氯乙烯廢氣凈化處理的催化燃燒技術，其催化燃燒床為活性氧化鋁和pd-pt/al2o3催化劑雙層結構，床層進口溫度為350～380℃，出口溫度580～680℃，但反應過程中生成的hcl、cl2及多氯副產物容易吸附在催化劑表面，導致其因氯中毒而失活。

上述文獻和專利技術制備的催化劑雖然各有其優(yōu)點，但是都存在以下不足之處：容易生成多氯副產物，造成二次污染；催化劑活性中心容易因氯中毒而失活，導致催化劑的穩(wěn)定性不好。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于氯乙烯催化燃燒的ru/sno2催化劑及其制備方法，以克服現(xiàn)有催化劑存在的不足之處。

本發(fā)明所述的用于氯乙烯催化燃燒的ru/sno2催化劑的組成及其重量百分比含量為：

ru0.5~3.0%，

sno297.0~99.5%。

本發(fā)明所述的用于氯乙烯催化燃燒的ru/sno2催化劑中的sno2載體，采用氨水沉淀法制備，具體包括如下步驟：將氯化錫溶于去離子水中，然后逐滴滴加氨水至ph值=8~11，繼續(xù)攪拌1~6小時，抽濾，洗滌至中性，將所得沉淀依次在100~140℃干燥8~16小時，在400~1200℃于空氣氣氛中焙燒2~6小時。

本發(fā)明所述的用于氯乙烯催化燃燒的ru/sno2催化劑，采用浸漬法制備，具體包括如下步驟：將氨水沉淀法制備的sno2載體加入到三氯化釕水溶液中，在40~80℃的水浴中攪拌至干燥，然后依次在100~140℃干燥8~16小時，在300~500℃于空氣氣氛中焙燒2~6小時。

本發(fā)明所述的ru/sno2催化劑用于氯乙烯催化燃燒反應中，其催化反應條件為：氯乙烯的濃度為1000~10000ppm，反應空速為15000~60000ml/h?gcat，反應壓力為0.1~0.5mpa。

本發(fā)明的催化劑的顯著優(yōu)點之一在于，不生成毒性更大的多氯副產物，避免二次污染，能在較低的反應溫度下將氯乙烯完全氧化為氯化氫或氯氣、二氧化碳和水，然后用堿液進行吸收，實現(xiàn)氯乙烯廢氣的達標排放。

本發(fā)明的催化劑的顯著優(yōu)點之二在于，通過ru物種催化的deacon反應過程將氯乙烯在催化劑表面解離吸附的cl物種及時除去，使催化劑保持較好的活性、選擇性和穩(wěn)定性。

本發(fā)明的催化劑的制備方法的顯著優(yōu)點在于，采用浸漬法將三氯化釕負載在用氨水沉淀法制備的sno2載體表面而制成，制備方法簡單易行，催化劑活性高，穩(wěn)定性好。

附圖說明

圖1為sno2載體的焙燒溫度對ru/sno2催化劑的催化活性的影響；

圖2為ru負載量對ru/sno2催化劑的催化活性的影響；

圖3為反應空速對ru/sno2催化劑的催化活性的影響；

圖4為氯乙烯濃度對ru/sno2催化劑的催化活性的影響；

圖5為反應壓力對ru/sno2催化劑的催化活性的影響；

圖6為0.5%ru/sno2催化劑的100小時穩(wěn)定性。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明，但絕不是限制本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

sno2載體的制備：稱取14.02g的sncl4?5h2o，溶于150ml去離子水中，然后緩慢滴加氨水至ph值=8，繼續(xù)攪拌3小時，抽濾，洗滌至中性，120^oc干燥12小時，550^oc焙燒4小時，得到sno2載體。

0.5%ru/sno2催化劑的制備：將3.0g的sno2載體加入到1.5g的rucl3水溶液中（ru的含量為1wt.%），然后在60^oc水浴中攪拌至干燥，120^oc干燥12小時，350^oc焙燒4小時，得到0.5%ru/sno2催化劑。

ru/sno2催化劑的催化性能評價條件為：將0.4克ru/sno2催化劑置于石英管固定床反應器中，以空氣為氧化劑，在氯乙烯濃度為1000ppm、反應空速為15000ml/h?gcat和反應壓力為0.1mpa的條件下進行氯乙烯催化燃燒反應，反應尾氣用毛細柱氣相色譜儀進行檢測。

實施例2

改變sno2載體的焙燒溫度分別為400^oc、600^oc、800^oc、1000^oc和1200^oc，sno2載體的其他制備過程與實施例1相同。0.5%ru/sno2催化劑的制備過程和催化性能評價條件與實施例1相同。

sno2載體的焙燒溫度對ru/sno2催化劑的催化活性的影響如圖1所示。

實施例3

改變ru的負載量分別為1%、2%和3%，ru/sno2催化劑的其他制備過程與實施例1相同。sno2載體的制備過程和ru/sno2催化劑的催化性能評價條件與實施例1相同。

ru負載量對ru/sno2催化劑的催化活性的影響如圖2所示。

實施例4

改變反應空速分別為30000ml/h?gcat、45000ml/h?gcat和60000ml/h?gcat，sno2載體的制備過程、0.5%ru/sno2催化劑的制備過程和其他催化性能評價條件與實施例1相同。

反應空速對ru/sno2催化劑的催化活性的影響如圖3所示。

實施例5

改變氯乙烯濃度分別為3000ppm、5000ppm和10000ppm，sno2載體的制備過程、0.5%ru/sno2催化劑的制備過程和其他催化性能評價條件與實施例1相同。

氯乙烯濃度對ru/sno2催化劑的催化活性的影響如圖4所示。

實施例6

改變反應壓力分別為0.2mpa、0.3mpa和0.5mpa，sno2載體的制備過程、0.5%ru/sno2催化劑的制備過程和其他催化性能評價條件與實施例1相同。

反應壓力對ru/sno2催化劑的催化活性的影響如圖5所示。

實施例7

將0.4克實施例1制備的0.5%ru/sno2催化劑置于石英管固定床反應器中，以空氣為氧化劑，在氯乙烯濃度為1000ppm、反應空速為15000ml/h?gcat、反應壓力為0.1mpa和反應溫度為250^oc的條件下進行100小時的氯乙烯催化燃燒反應，以此考察0.5%ru/sno2催化劑的穩(wěn)定性，實驗結果如圖6所示。