[發明專利]一種MnOx-CeO2復合半導體催化劑的制備方法

無效

• 申請號: 201410556944.7
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104338529A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 王文中;蔣東;鄭雅麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

技術領域

本發明涉及一種MnO_x-CeO₂復合半導體催化劑的制備方法，屬于低溫光熱協同催化降解VOCs以及光輔助自修復領域。?

背景技術

隨著社會的進步以及城市化、工業化進程的深入，揮發性有機污染物(VOCs)如：甲醛、苯、甲苯、丙酮等，不僅對人體健康有著極大的危害，而且將會造成嚴重的環境污染。特別是甲醛等廣泛存在于人們生活當中的有害污染物，時刻威脅著人們的健康與環境。?

目前研究較為廣泛的VOCs治理技術包括吸附、生物吸收、催化氧化、以及光催化降解等，其中以活性炭等為吸附劑的吸附技術、以貴金屬負載半導體為催化劑的催化氧化技術的研究報道最多，目前看來也最為有效、應用也最為廣泛。但受到吸附容量的限制，吸附技術需要市場對吸附劑進行再生處理，且受限于吸附而非降解的限制，其二次污染現象不可回避。貴金屬負載型催化劑雖然活性較高且不存在二次污染等問題，但是不可否認的是由于貴金屬高昂的價格，導致其在成本競爭中處于劣勢，大大限制了其日常應用，而如果不負載貴金屬將大大提升其作用溫度不利于其應用。此外，光催化技術中目前研究最為廣泛的TiO₂型催化劑雖然綠色清潔、成本較低，但是由于其半導體材料光譜響應較窄、催化降解VOCs效率受限，同樣面臨著很多限制及問題。因此，從目前的情況來看，為了應對VOCs威脅日益嚴重的嚴峻形勢，急需研發低成本、綠色徹底、高效降解凈化VOCs的新的催化材料及技術。?

CeO₂、MnO₂氧化物因具備良好的催化氧化性能而受到人們的廣泛關注。美國專利US?6458741采用浸漬分解法、沉淀沉積法及共沉淀法制備了鈰基二元或多元復合氧化物，并將貴金屬Pt、Pd負載于這些復合氧化物上，所得的復合氧化物催化劑具有較好的低溫催化氧化VOCs能力。日本的Nobuhito?Imanaka等人通過共沉淀法、機械研磨法等制備出不同組分配比的CeO₂-Bi₂O₃-ZrO₂復合催化劑，并將其與貴金屬Pt、Pd等以及Al₂O₃進行復合，所得到的復合催化劑對甲苯、乙烯、乙醛等具有良好的低溫催化氧化能力(N.Imanaka,T.Masui.Chemical?Record?2009,9,40.N.Imanaka,T.Masui,K.Koyabu,et?al.Advanced?Materials?2007,19,1608.N.Imanaka,T.Masui,K.Minami,et?al.Chemistry?of?Materials?2005,17,6511.N.Imanaka,T.Masui,K.Yasuda.Chemistry?Letters?2011,40,780.)。中國專利CN200510093318.2?采用浸漬法制備了負載型Mn-Ce復合氧化物催化劑，該催化劑對VOCs具有較好的催化氧化活性。Tang等人以(NH₄)₂Ce(NO₃)₆、Mn(NO₃)₂·6H₂O和檸檬酸為原料，采用共沉淀法制備了MnO_x-CeO₂復合氧化物催化劑，該催化劑在100℃下，對甲醛的降解達到100％，且具有良好的穩定性(F.Tang，Y.G.Li，M.Huang，et?al.Applied?Catalysis?B?2006，62,265)。Delimars等人以Ce(NO₃)₃·6H₂O、Mn(NO₃)₂和尿素為原料，采用尿素-硝酸鹽燃燒法制備了MnO_x-CeO₂復合氧化物催化劑，該催化劑對VOCs具有良好的催化氧化活性(D.Delimaris，T.Ioannides.Applied?Catalysis?B?2008，84,303)。中國專利CN102553575采用水熱法制備了CeO₂-MnO₂復合氧化物催化劑，該催化劑對揮發性有機物苯具有較好的催化氧化活性，并在一定的溫度(200℃)下展現出光熱協同性能。?