[發明專利]具有高活性的鈣鈦礦空心球催化劑及制備和應用

有效

• 申請號: 201210101527.4
• 申請日: 2012-04-09
• 公開（公告）號: CN103357396A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 張濤;高鵬;王愛琴;李寧;王曉東
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J35/08;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/34
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.具有高活性的鈣鈦礦空心球催化劑，其特征在于：催化劑具有納米級空心球結構，具有La_1-xSr_xMnO₃型鈣鈦礦特征的復合氧化物，鑭、鍶陽離子之和與錳陽離子的摩爾比為0.6-2，鍶陽離子的含量可以進行調變，即x值的范圍在0-0.3之內。

2.按照權利要求書1所述的催化劑，其特征在于：

空心球的大小為40-150nm，壁厚為10-20nm，比表面積大于30-40m²g^-1。

3.一種權利要求1所述催化劑的制備方法，其特征在于：

1)前體的制備：

溶劑熱法制備催化劑前體，在攪拌條件下于乙二醇-乙醇混合溶劑中加入水、表面活性劑、檸檬酸和尿素，完全溶解后加入La源、Sr源和Mn源，形成均一的溶液；將上述溶液加入水熱釜中，在100℃-150℃下反應6-72小時；將得到的沉淀洗滌、分離，60℃干燥12小時以上；

2)催化劑制備：

煅燒法制備具有高活性的鈣鈦礦空心球催化劑，將上述前體研磨成粉末狀，置入石英舟內550-750℃煅燒2-12小時，煅燒氣氛為空氣流或氧氣流；制備成具有高活性的鈣鈦礦空心球催化劑。

4.按照權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述La源、Sr源和Mn源均為水溶性的鑭鹽、鍶鹽和錳鹽。

5.按照權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述La源、Sr源和Mn源均為硝酸鹽；表面活性劑為P123。

6.按照權利要求3所述的制備方法，其特征在于：乙醇-乙二醇的混合溶劑中，乙醇與乙二醇的體積比為0.111∶1至0.428∶1。

7.按照權利要求3所述的制備方法，其特征在于：在反應體系中，鑭陽離子濃度為0.1-0.4mol?L^-1、鍶陽離子濃度為0-0.12mol?L^-1、錳陽離子濃度為0.15-1.2mol?L^-1、表面活性劑濃度為2-20g?L^-1、檸檬酸濃度為0.25-1.8mol?L^-1、尿素濃度為2-8mol?L^-1、水的濃度為6-24mol?L^-1。

8.權利要求1-2任一項所述具有高活性的鈣鈦礦空心球催化劑可應用于室溫下氧氣分壓為0.2-2.0MPa，升溫至100℃-180℃條件下有機化合物的液相氧化反應，具有良好的催化活性和極低的催化劑流失。

9.按照權利要求8所述的應用，其特征在于：液相氧化反應為水體中有機污染物的濕式催化氧化(CWAO)反應。

10.按照權利要求8所述的應用，其特征在于：

所述的催化劑是以鈣鈦礦為活性組分的多相催化劑，并具有較大的比表面積，其中鍶陽離子的摻雜可以進一步提高所述的鈣鈦礦催化劑之催化活性。