固體堿MgO/Zr O2催化水解二氟一氯甲烷和二氟二氯甲烷

譚小芳，李志倩，任國慶，常 玉，賈麗娟，劉天成**

(1.云南民族大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，生物基材料綠色制備技術(shù)國家地方聯(lián)合工程中心，云南 昆明 650504；2.云南技師學(xué)院，云南 昆明 650300)

氟利昂因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定[1]、無腐蝕性[2]、價格低廉易于大量生產(chǎn)[3]、對人體無害、不燃[4]等性質(zhì)被廣泛應(yīng)用于我們生產(chǎn)和生活的眾多領(lǐng)域，如清潔溶劑[5]、制冷劑[6-7]、發(fā)泡劑、氣霧劑[8].隨著氟利昂的廣泛使用，環(huán)境問題也愈加地凸顯出來.1974年美國學(xué)者羅蘭（F.S Rowland）和莫利納（M.J Molina）[9]指出，20世紀(jì)70年代初地球臭氧層的減少與向大氣中釋放氯氟烴（CFCs）有關(guān).CFCs滲入到臭氧層，受到短波紫外線的照射，分解出氯原子與臭氧發(fā)生連鎖反應(yīng)消耗臭氧并造成臭氧層空洞，加劇溫室效應(yīng)[10]，危害人類身體健康.面對氟利昂引起的嚴(yán)重環(huán)境問題，世界各地的專家學(xué)者對氟利昂進行了深入的研究.目前，氟利昂無害化處理的技術(shù)主要有高溫破壞法[11]、射線分解法[12]、催化加氫法[13]、超臨界水法[14]等，這些方法都存在操作繁瑣、成本高和二次污染等缺點.因此，尋找綠色環(huán)保的氟利昂替代物是很有必要的[15].氟利昂典型的替代物有二氟一氯甲烷（CClF2）和二氟二氯甲烷（CHCl2F2）[16]，CHCl2F2（CFC-12）是目前氟利昂問題研究最典型的模型物之一[17]，廣泛存在于廢舊設(shè)備中；CClF2（HCFC-22）是目前作為氟利昂替代物使用量最大的物質(zhì)之一[18].復(fù)旦大學(xué)馬臻等[19]利用固體酸WO3/ZrO2催化分解CFC-12，催化劑表現(xiàn)出良好的催化活性.劉天成等[20]研究了固體堿Na2O/ZrO2催化劑對CFC-12的催化水解，分解效率達到90%以上；周童等[21]用復(fù)合催化劑MoO3-MgO/ZrO2催化水解CFC-12，CFC-12的降解率可達90%以上；固體堿MgO/ZrO2催化劑具有環(huán)境友好、反應(yīng)條件溫和、環(huán)保經(jīng)濟等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于精細(xì)化學(xué)品的合成、生物柴油的合成[22]、催化水解氟利昂[23]等領(lǐng)域.

本文在課題組研究的基礎(chǔ)上繼續(xù)探究MgO/ZrO2催化劑催化水解HCFC-22和CFC-12，前期使用共沉淀法和浸漬法制備固體堿MgO/ZrO2催化劑[24-25].因ZrO2是唯一一種金屬氧化物不但表面同時擁有堿位和酸位，是一種兩性催化劑，它的表面還同時具有氧化和還原特性以及高溫穩(wěn)定性，這些性質(zhì)使二氧化鋯易制備成大比表面積的載體[26]，且ZrO2還是空穴型半導(dǎo)體，易產(chǎn)生氧空位，可以作為催化劑載體，而鋯的功函數(shù)比鎂高（4.76 eV>3.68 eV），故氧化鎂與二氧化鋯有很強的相互作用.二氧化鋯的晶形結(jié)構(gòu)有單斜、立方和四方等3種結(jié)構(gòu)，其中四方相ZrO2的表面有弱、中、強3種堿性位點[27]，為了使四方相結(jié)構(gòu)的ZrO2更加穩(wěn)定，實驗過程中加入了活性組分MgO.MgO/ZrO2催化劑比常規(guī)固體堿催化劑的活性和穩(wěn)定性更高[28]，這種結(jié)構(gòu)性能對于催化水解HCFC-22和CFC-12提供了優(yōu)勢.本文在課題組研究的基礎(chǔ)上首次系統(tǒng)提出了固體堿MgO/ZrO2催化水解二氟一氯甲烷（HCFC-22）的活性應(yīng)比二氟二氯甲烷（CFC-12）好，原因如下：①HCFC-22中氫原子比CFC-12多，在催化水解過程中，HCFC-22中的氫元素容易被鹵族元素（Cl、F）置換，催化水解活性較CFC-12好，容易降解[29]；②CFC-12在催化水解過程中，由于氟元素在中、強堿位長時間停留[30]，故產(chǎn)生了少量的CFC-11和CFC-13副產(chǎn)物，副產(chǎn)物的形成對催化劑具有毒害作用，導(dǎo)致催化劑失活[31]；③CFC-12的化學(xué)分子式中氟原子數(shù)比HCFC-22多，CFC-12比HCFC-22的化學(xué)穩(wěn)定性更好，在固體堿MgO/ZrO2催化水解過程中CFC-12比起HCFC-22更不易降解.

1 實驗部分

1.1 實驗儀器及試劑

1.1.1 實驗儀器SK-G05123管式電阻爐，天津中環(huán)實驗電爐有限公司；D08-19B質(zhì)量流量計，D07-4F質(zhì)量流量顯示儀，北京七星華創(chuàng)科技有限公司；φ3.5 cm×120 cm自制石英管；ThermoFisher（ISQ）氣質(zhì)聯(lián)用儀，260B142P色譜柱，賽默飛世爾科技有限公司.

1.1.2 實驗試劑N2（φ>99.999%），昆明梅塞爾氣體產(chǎn)品有限公司；原氣HCFC-22、原氣CFC-12，襄陽金萊爾制冷化工有限公司；Mg（NO3）2·6H2O（A.R.），天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；ZrOCl2·8H2O（A.R.），國藥集團化學(xué)試劑有限公司；25%氨水（A.R.），石英砂（A.R.），天津市風(fēng)船化學(xué)試劑有限公司.

1.2 催化劑制備

1.2.1 共沉淀法以氧氯化鋯和硝酸鎂為前驅(qū)物，配成0.15 mol/L的水溶液，水浴加熱到60 ℃并攪拌使前驅(qū)物溶解，緩慢滴加25%的氨水溶液直到pH=9～10，繼續(xù)在60℃下攪拌1 h，室溫靜置12 h，抽濾洗滌，直到?jīng)]有Cl-（用0.1 mol/L的AgNO3溶液檢測），干燥.700℃條件下焙燒6 h，研磨，制得MgO/ZrO2催化劑.

1.2.2 浸漬法配制0.15 mol/L的ZrOCl2·8H2O溶液，置于250 mL燒杯中，水浴加熱到60℃，攪拌使其ZrOCl2·8H2O溶解，緩慢滴加25%的氨水溶液直到pH=9～10，繼續(xù)在60℃下攪拌1 h，室溫靜置12 h，抽濾洗滌，無Cl-，110℃干燥12 h，研磨，并在0.5 mol/L的Mg（NO3）2·6H2O溶液中浸漬12 h，浸漬溫度40℃，過濾，濾餅在110℃下干燥12 h，700℃條件下焙燒6 h，研磨，制得MgO/ZrO2催化劑.

1.3 催化劑表征樣品的物相組成在德國Bruker D8 Advance型X射線衍射儀進行測試，測試條件：CuKα，2θ=10°～90°，掃 描 速 率12°/min，步 長0.01°/s，工作電壓和工作電流分別為40 kV、40 mA，λ=0.154 178 nm.樣品的N2吸附-脫附等溫線、比表面積及孔徑變化通過BELSORP-maxⅡ型氣體吸附儀進行測定分析，高純氮氣作吸附介質(zhì)，測試前樣品在200℃下真空處理3 h，在76.47 K（液氮）條件下進行靜態(tài)氮吸附，BET法計算比表面積，BJH法計算孔容.將樣品超聲分散在無水乙醇后，取一定量的分散液鋪于硅基板表面、烘干.采用美國FEI公司生產(chǎn)的NOVA NANOSEM-450能譜分析儀進行分析反應(yīng)前后催化劑的元素構(gòu)成.

1.4 催化劑的活性測試選用SiO2作為催化劑填料載體，將1.00 g催化劑和50 g石英砂均勻填充于石英管中.模擬反應(yīng)氣體組成（x/%）：4.0 CFCs，25.0 H2O（g），其余為N2.生成的酸性氣體HCl和HF用堿液（NaOH溶液）吸收，硅膠作為干燥劑.到達所需反應(yīng)條件10 min后采樣，采集的氣體用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）進行定性和定量分析.催化水解裝置見圖1.

圖1 催化水解裝置圖Fig.1 Experimental apparatus for catalytic hydrolysis

GC-MS測試條件：進樣口溫度為80℃，柱子溫度為35℃，保持2 min，載氣為高純He（φ≥99.99%），柱流速1 mL/min，恒流模式，分流比200∶1，質(zhì)譜離子源為EI，電子能量70 eV，離子源溫度260℃，傳輸線溫度280℃，進樣量0.1 mL.在此條件下對氣體進行定性和定量分析，催化水解效果用CFCs水解率來評價，其計算公式如下所示：

2 結(jié)果與討論

2.1 MgO/Zr O2摩爾比對HCFC-22和CFC-12水解率的影響如圖2所示，增加鎂的量，催化劑MgO/ZrO2對HCFC-22和CFC-12的水解率逐漸增加，鎂鋯摩爾比為0.3∶1時HCFC-22和CFC-12的水解率達到最大，分別為99.64%、96.41%.鎂鋯摩爾比大于0.3∶1時HCFC-22和CFC-12的水解率逐漸降低，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是活性組分MgO的加入使四方相結(jié)構(gòu)的ZrO2更加穩(wěn)定，擴大催化劑的比表面積和孔徑，這與XRD表征結(jié)果一致.鎂鋯摩爾比達到最大0.3∶1時，繼續(xù)增加鎂的量，部分的氧化鎂會覆蓋在ZrO2的表面，導(dǎo)致催化劑的孔道堵塞.

圖2 催化劑的鎂鋯摩爾比對HCFC-22和CFC-12水解率的影響Fig.2 Effect of molar ratio of Mg and Zr on the hydrolysis rate of HCFC-22 and CFC-12

2.2 焙燒溫度的影響按1.2的方法（共沉淀法和浸漬法）制備MgO/ZrO2催化劑，將MgO/ZrO2催化劑分別在500、600、700℃和800℃條件下焙燒，用不同焙燒溫度的MgO/ZrO2催化劑催化水解HCFC-22和CFC-12，結(jié)果見圖3.

由圖3可知，在共沉淀法和浸漬法制備的MgO/ZrO2催化劑催化水解HCFC-22和CFC-12的實驗中，隨著催化水解溫度的升高，HCFC-22和CFC-12的水解率增大.隨著焙燒溫度的升高，HCFC-22和CFC-12的水解率先增大后減小，這是因為溫度過高，改變了催化劑的結(jié)構(gòu)，使ZrO2由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕?，降低了催化劑的活性[32]，這與XRD表征結(jié)果相符.當(dāng)焙燒溫度為700℃，催化水解溫度為400℃時，HCFC-22和CFC-12的水解率都在95%以上，然而在催化水解溫度低于150 ℃時，HCFC-22和CFC-12的水解率低于80%.由此可見，不同焙燒溫度的MgO/ZrO2催化劑在催化水解HCFC-22和CFC-12的實驗中，在MgO/ZrO2催化劑焙燒溫度為700℃，催化水解溫度為400℃時，HCFC-22和CFC-12的水解率在95%以上.

圖3 催化劑焙燒溫度對HCFC-22和CFC-12水解率的影響Fig.3 Effect of calcination temperatures of catalyst on the hydrolysis rate of HCFC-22 and CFC-12（a：Hydrolysis rate of HCFC-22 by coprecipitation method；b：Hydrolysis rate of CFC-12 by coprecipitation method；c：Hydrolysis rate of CFC-12 by impregnation method；d：Hydrolysis rate of HCFC-22 by impregnation method）

2.3 兩種制備方法下催化水解溫度對HCFC-22和CFC-12水解率的影響采用共沉淀法制備的MgO/ZrO2催化劑，焙燒溫度為700℃，用于催化水解HCFC-22和CFC-12，催化劑用量為1.00 g，氟利昂氣體（HCFC-22和CFC-12）的流速均為1.00 mL/min，不同水解溫度下HCFC-22和CFC-12的水解率如圖4所示.從圖4可知，HCFC-22和CFC-12的水解率隨著催化水解溫度的升高而逐漸增大，可能是因為在中低溫條件下，HCFC-22和CFC-12的催化水解反應(yīng)主要為吸熱反應(yīng).HCFC-22和CFC-12的催化水解反應(yīng)方程式見（1）（2）：

圖4 Mg O/Zr O2催化水解溫度（共沉淀法）對HCFC-22和CFC-12水解率的影響Fig.4 The effect of catalytic hydrolysis temperature of catalyst MgO/ZrO2（coprecipitation method）on the hydrolysis rates of HCFC-22 and CFC-12

催化水解溫度在200℃后，CFC-12的水解率一直低于HCFC-22，這是因為HCFC-22中氫原子比CFC-12多，在催化水解過程中，HCFC-22中的氫元素容易被鹵族元素（Cl、F）置換，催化水解活性較CFC-12好，容易降解[30].在MgO/ZrO2催化水解CFC-12的過程中，CFC-12降解時產(chǎn)生了少量的CFC-11和CFC-13副產(chǎn)物，這是由于催化劑在催化過程中產(chǎn)生的氟化現(xiàn)象導(dǎo)致氟元素進入催化劑產(chǎn)生副產(chǎn)物，而副產(chǎn)物的形成對催化劑具有毒害作用，從而導(dǎo)致催化劑失活[31].當(dāng)HCFC-22和CFC-12的水解率達到90%以上，產(chǎn)物都為CO、HCl和HF.

由圖4可知，同樣焙燒溫度下，共沉淀法制備的MgO/ZrO2催化劑對HCFC-22的水解率在水解溫度為250～400℃時基本達到穩(wěn)定，對CFC-12的水解率在水解溫度為300～400℃時基本達到穩(wěn)定.實驗證明，在不同水解溫度下，利用共沉淀法制備的固體堿MgO/ZrO2催化劑對HCFC-22的催化水解效果為：隨著溫度的升高，水解率逐漸升高，當(dāng)水解溫度達到400℃時，水解率達到98.13%.水解溫度為300～400℃時對CFC-12的催化水解效果更好，在水解溫度為400℃時，CFC-12的水解率達到98.03%.兩者僅相差0.10%，說明采用共沉淀法制備的MgO/ZrO2催化劑對CFC-12和HCFC-22的催化水解效果相差不大.

采用浸漬法制備的MgO/ZrO2催化劑，焙燒溫度為700℃，用于催化水解HCFC-22和CFC-12，結(jié)果見圖5.由圖5可以看出，浸漬法制備的MgO/ZrO2催化劑在催化水解溫度為100～280℃時，CFC-12的水解率高于HCFC-22，可能是因為在這個溫度區(qū)間CFC-12在催化水解過程中未產(chǎn)生副產(chǎn)物，在280℃以后，HCFC-22的水解率高于CFC-12.由圖5可知，在水解溫度為300～400℃時，浸漬法制備的MgO/ZrO2催化劑對HCFC-22的水解率可達到99.64%；CFC-12的水解率在水解溫度為250～400 ℃時基本達到穩(wěn)定，CFC-12的水解率最高可達到98.03%.HCFC-22的水解率與CFC-12的水解率相差1.61%，說明采用浸漬法制備的MgO/ZrO2催化劑對HCFC-22的催化水解效果比CFC-12的好.綜上所述，固體堿MgO/ZrO2催化水解HCFC-22和CFC-12，HCFC-22的水解率高于CFC-12.

圖5 Mg O/Zr O2催化水解溫度（浸漬法）對HCFC-22和CFC-12水解率的影響Fig.5 The effect of catalytic hydrolysis temperature of catalyst MgO/ZrO2（impregnation method）on the hydrolysis rates of HCFC-22 and CFC-12

2.4 MgO/Zr O2催化劑與單一組分MgO和Zr O2催化水解HCFC-22和CFC-12的效果比較單一組分MgO和ZrO2催化劑按文獻[27,33]的方法制備，催化水解HCFC-22和CFC-12，結(jié)果如圖6所示.MgO對HCFC-22和CFC-12有一定的催化活性，隨著催化水解溫度的升高，水解率逐漸增大，但最大也僅為55.18%，47.83%；隨著催化水解溫度的升高，水解率逐漸增大，ZrO2對HCFC-22和CFC-12有一定的催化活性，但最大也僅為63.43%，59.62%.單一組分MgO和ZrO2未能使HCFC-22和CFC-12高效降解，尾氣中仍存在大量HCFC-22和CFC-12，對環(huán)境造成污染，未能實現(xiàn)氟利昂的無害化處理.相比單一組分MgO和ZrO2催化劑，MgO/ZrO2催化劑對HCFC-22和CFC-12有較高的催化活性，HCFC-22和CFC-12的水解率在水解溫度為400 ℃時分別為99.64%，96.41%.綜上所述，單一組分MgO和ZrO2在催化過程中未能實現(xiàn)氟利昂的無害化和資源化處理，而MgO/ZrO2催化劑催化水解HCFC-22和CFC-12對氟利昂的降解效果較好，故該催化劑在催化水解氟利昂方面具有較大的開發(fā)潛力.

圖6 催化劑的種類對HCFC-22（左）和CFC-12（右）水解率的影響Fig.6 Effect of catalyst types on the hydrolysis rate of HCFC-22(left)and CFC-12(right)

2.5 催化劑表征

2.5.1 催化劑的XRD表征采用共沉淀法、浸漬法在700℃條件下焙燒的MgO/ZrO2催化劑，用于HCFC-22和CFC-12的催化水解反應(yīng)，對其進行反應(yīng)前后的XRD表征，如圖7所示.反應(yīng)前，以共沉淀法制備的MgO/ZrO2催化劑的衍射峰峰形比浸漬法的尖銳、衍射峰強度增強，說明該催化劑結(jié)晶狀態(tài)好，ZrO2以t-ZrO2的形式存在，未檢測到MgO的衍射峰，說明MgO以無定形的形式存在.通過共沉淀法 加 入Mg（NO3）2·6H2O，Mg2+進 入ZrO2的晶格取代了Zr4+的位置形成MgO/ZrO2固溶體[34].在2θ=30.3°，35.3°，50.4°，60°處均有明顯的衍射峰，說明所制備的樣品具有介孔結(jié)構(gòu)，歸屬于ZrO2的四方相.ZrO2的晶型在溫度較高條件下，單斜晶相（m-ZrO2）、四方相（t-ZrO2）和立方相（c-ZrO2）會相互發(fā)生相變，在催化反應(yīng)的過程中，m-ZrO2和t-ZrO2使用最多，而以四方相結(jié)構(gòu)存在的二氧化鋯在催化反應(yīng)過程中催化活性最高. 浸漬法與共沉淀法比較，MgO/ZrO2催化劑在制備的過程中，ZrO2多以混合相變的狀態(tài)存在于催化劑中，當(dāng)單斜相占據(jù)主導(dǎo)地位時，催化劑的活性降低[35]，MgO型衍射峰未檢出，可能是浸漬法使得活性組分在二氧化鋯表面均勻分布，焙燒后高溫分解生成的MgO尚未達到其檢測閾值，從而在XRD圖中未檢測到其衍射峰，表征結(jié)果與實驗相符合.從圖7（b）中還可以看出，反應(yīng)后衍射峰的強度明顯減弱，未出現(xiàn)MgO型衍射峰，說明MgO高度分散在ZrO2中，在2θ=26.6°，36.3°，50.1°，59.8°處均有明顯的衍射峰，這是因為填充劑SiO2在反應(yīng)后的過篩中與催化劑未完全分離，導(dǎo)致反應(yīng)后的XRD中出現(xiàn)SiO2的衍射峰.

圖7 Mg O/Zr O2催化劑反應(yīng)前后XRD圖Fig.7 XRD patterns of MgO/ZrO2 catalyst before and after reaction

2.5.2 催化劑的電鏡SEM圖采用共沉淀法、浸漬法在700℃條件下焙燒的MgO/ZrO2催化劑，用于HCFC-22和CFC-12的催化水解反應(yīng)，對其進行反應(yīng)前后SEM表征（圖8），通過掃描電鏡可以較直觀地觀察到反應(yīng)前催化劑的表面形貌呈大小不均勻的薄片狀，輪廓較為清晰，表面有少許附著物.在MgO/ZrO2催化劑制備過程中，催化劑粒徑越小，更有利于催化反應(yīng)[36].反應(yīng)后，催化劑的形貌有一定的改變，有少量細(xì)小的二氧化硅顆粒物，可能是因為回收催化劑的過程中造成的.結(jié)合實驗結(jié)果可知，MgO/ZrO2催化劑在700℃條件下焙燒無燒結(jié)現(xiàn)象，活性組分能與氣體HCFC-22和CFC-12充分接觸，在催化反應(yīng)過程中有利于HCFC-22和CFC-12的降解.

圖8 Mg O/Zr O 2催化劑反應(yīng)前后SEM圖Fig.8 SEM images of MgO/ZrO2 catalyst before and after reaction（a.MgO/ZrO2 catalyst-coprecipitation method before reaction；b.MgO/ZrO2 catalyst-impregnation method before reaction；c.MgO/ZrO2 catalyst after reaction；d.MgO/ZrO2 catalystimpregnation method after reaction）

2.5.3 催化劑的N2吸附脫附表征圖9為催化劑MgO/ZrO2的N2吸附-脫附表征等溫線.由圖9可知，催化劑MgO/ZrO2曲線為Ⅳ型吸附等溫線，在低壓分區(qū)，吸附-脫附等溫線偏離y軸，說明催化劑與氮氣的相互作用力較弱，催化劑中存在較多的微孔.在中壓區(qū)p/p0=0.4～0.9范圍內(nèi)，逐漸出現(xiàn)多層吸附催化劑，表明MgO/ZrO2催化劑吸附能力急劇增加，吸附物在毛細(xì)管中發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象，等溫線上升.此時，吸附等溫線和解吸等溫線出現(xiàn)分歧，往往形成一個滯后環(huán)，在相對壓力為0.4時等溫線斜率的變化最大，表示催化劑的均勻性較好.當(dāng)相對壓力接近1.0，曲線呈上升狀態(tài)，表示樣品可能有顆粒堆積或存在大孔結(jié)構(gòu).根據(jù)吸附和解吸分支在等溫線上形成的滯后環(huán)形狀看，MgO/ZrO2催化劑出現(xiàn)明顯的H2型滯后環(huán)，表明催化劑具有典型的介孔材料特征.

圖9 Mg O/Zr O 2催化劑的N2吸脫附曲線圖Fig.9 N2 adsorption-desorption isotherm of MgO/ZrO2 catalyst

測試了催化劑的比表面積、孔容和平均孔徑，進一步了解催化劑的微觀結(jié)構(gòu)，見表1. 合成的MgO/ZrO2固體堿催化劑的比表面積達到134.51 m2.g-1，催化劑經(jīng)過700 ℃焙燒后仍然保持良好的介孔骨架，說明該材料具有良好的熱穩(wěn)定性.由此可見，MgO/ZrO2固體堿催化劑的優(yōu)良性質(zhì)對于催化水解氟利昂提供了優(yōu)勢.

表1 催化劑的微觀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)Tab.1 Microstructure data of catalyst

2.5.4 催化劑的EDS圖采用共沉淀法、浸漬法在700℃條件下焙燒的MgO/ZrO2催化劑，用其催化水解HCFC-22和CFC-12，對其反應(yīng)前后進行EDS分析，如圖10所示.

圖10 Mg O/Zr O2反應(yīng)前后EDS圖Fig.10 EDS diagram of MgO/ZrO2 before and after reaction

反應(yīng)前的MgO/ZrO2催化劑通過EDS測試結(jié)果表明只含有氧（O），鎂（Mg），鋯（Zr）3種元素，沒有其他雜元素存在.這說明合成的催化劑比較純，沒有其他雜質(zhì).反應(yīng)后的測試結(jié)果表明，產(chǎn)物中含有碳（C）、氧（O）、氟（F）、鎂（Mg）和氯（Cl）5種元素，氯元素是由于HCFC-22和CFC-12分解產(chǎn)生的HCl腐蝕催化劑引入的，F(xiàn)元素的引入說明催化劑產(chǎn)生了氟化現(xiàn)象，同時更進一步說明了降解產(chǎn)物為HF、HCl和CO2.降解產(chǎn)物應(yīng)用堿液中和，避免對環(huán)境造成二次污染.

3 結(jié)論

采用共沉淀法和浸漬法制備的MgO/ZrO2催化劑對HCFC-22的催化水解活性比CFC-12好，在焙燒溫度為700℃、催化水解溫度為400℃時HCFC-22和CFC-12的轉(zhuǎn)化率最高，分別達到99.64%，98.03%.X射線衍射（XRD）和N2吸附-脫附測試結(jié)果表明MgO/ZrO2催化劑是具有高比表面積的介孔結(jié)構(gòu)，具有良好的熱穩(wěn)定性，即使在700℃條件下焙燒，催化劑的介孔骨架仍保持完整.通過對反應(yīng)后的催化劑進行SEM分析，得到薄片形貌；對催化劑進行EDS分析，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過催化水解后的催化劑中含有C、O、F、Mg、Cl、Zr元素，F(xiàn)元素的引入說明催化劑發(fā)生了氟化現(xiàn)象，氯元素是由于HCFC-22和CFC-12分解產(chǎn)生的HCl腐蝕催化劑引入的，說明催化劑純度相對較高，更進一步說明了降解產(chǎn)物為HF、HCl和CO2.