SiO2镶嵌的CeO2纳米团簇制备及其HCl氧化催化性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

氯气作为一种非常重要的化工产品和原料，在大部分氯化反应中，每有一个氯原子取代一个氢原子，就有另一氯原子同氢原子结合生成hcl 联产物，造成氯原子利用率较低(常低于50%)。同时随着高分子工业的迅猛发展，含氯pvc塑料(氯含量58.6%) 应用日益剧增，这些含氯废弃物在热解处理过程中，氯元素以hcl 气体形式放出，如不加以捕获利用会造成氯资源的浪费和严重的环境污染^[1-2]。

目前，工业上产生的hcl 通常用水吸收法制成廉价的盐酸出售或用碱中和后排放^[3]，不但影响了氯产品生产的经济效益，而且造成严重的环境污染。如果能将hcl 进一步转化为氯气，实现氯元素在工业体系中的循环利用和反应过程的零排放，不仅能解决hcl 的污染问题，还能在一定程度上满足不断增长的氯气需求，带来一定的经济效益，符合当代资源循环型社会发展的要求。

氯化氢制氯气的工艺路线主要有电解法^[4-6]、直接氧化法和催化氧化法。电解法是将氯化氢的水溶液在电场的电解作用下产生得到氯气和氢气。由于该工艺路线能耗太大，在经济成本方面上不占优势；另外，电解过程中对氯化氢气体中含有的杂质很敏感，而在副产物中通常含有一定量的有机杂质气体。直接氧化法主要包括weldson^[7]法和kel-chlor^[8]法两种。直接氧化法是指将no₂，so₃，nahso₄和混合酸hno₃/h₂so₄等氧化剂直接用于氧化hcl制备cl₂， 反应在液相进行。weldson法主要是以mno₂为催化剂；kcl-chlor法是以80％硫酸含1％亚硝基硫酸为催化剂。该方法主要缺点是设备复杂，反应过程中产生腐蚀性物质，产物分离方面有困难，同时能耗也较高，因而限制了此技术的广泛应用。因此，电解法和直接氧化法难以令工业界满意。催化氧化法是在催化剂存在下以空气或氧气作为氧化剂氧化hcl 生成cl₂的方法，其方程式可以表示为hcl(g) 1/4 o₂→1/2 h₂o 1/2 cl₂。这是一个放热的可逆过程，具有能耗低、操作简单等优点，与电解法和直接氧化法相比，催化氧化法最具工业化价值^[9]。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

不同负载量下的催化剂结构性质，ceo₂的分散状态、存在形式以及催化剂的还原性质方面肯定会有所不同。

xrd：在金属氧化物催化剂中，xrd可以用来表征金属氧化物的分散情况，当xrd谱图上不会出现金属氧化物的衍射峰或衍射峰很小，表明其高度分散，且颗粒较小；当金属氧化物的衍射峰比较大时，表明此时在催化剂中已有晶相形成，分散度不好。

bet： bet测试理论是通过实测3-5组被测样品在不同氮气分压下多层吸附量，以p/p₀为x轴，p/v（p₀-p）为y轴，由bet方程做图进行线性拟合，得到直线的斜率和截距，从而求得vm值计算出被测样品比表面积。