[發(fā)明專利]一種催化脫除臭氧的過渡金屬氧化物催化劑及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611090572.9
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108114711B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王勝;張磊;王樹東;丁亞;汪明哲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01D53/86;B01D53/66;B01D53/72;B01D53/44
• 代理公司: 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責(zé)任公司 21001
• 代理人: 鄭虹

1.一種催化脫除臭氧的過渡金屬氧化物催化劑，其特征在于，該催化劑以過渡金屬氧化物MO_x為活性組分，其中x=0.5-2.5, 過渡金屬M(fèi)為Mn和選自Cu、Co、V、Cr、Fe、Ru、Rh、Pd、Ag、Pt、Au、Ce、La中的一種或幾種的組合；將過渡金屬氧化物MO_x成型制得不同結(jié)構(gòu)的催化劑或?qū)⑵湄?fù)載到具有較大比表面積的惰性載體上，制得臭氧催化分解催化劑；

所述臭氧催化分解催化劑的制備方法如下：

（1）過渡金屬氧化物活性組分MO_x的制備：分為液相合成中間體，高溫?zé)峤鈨刹?，具體步驟為：

將1-100ml的摩爾濃度為0.1-1mol/L的沉淀劑、液體氧化劑，在攪拌條件下，按0.04-1ml/min的速度滴加到0.1-1.0 mol/L的過渡金屬氧化物的前驅(qū)體溶液中，制得混合溶液A；對于氣態(tài)氧化劑，在滴加沉淀劑時，向過渡金屬氧化物前驅(qū)體中通過鼓泡0.1-100ml/min加入氣態(tài)氧化劑；其中，液態(tài)氧化劑為雙氧水、高錳酸鉀、高氯酸鉀或次氯酸鉀；氣態(tài)氧化劑為臭氧；

然后，將混合溶液A放入水浴鍋中，在40-60^oC下攪拌8-24h，用去離子水和無水乙醇洗滌、60^oC真空干燥12h，制得中間體B；將中間體B，在氧化或惰性氣氛中，300-600^oC條件下焙燒3-6h，得到MO_x催化劑；

（2）將上述過渡金屬氧化物MO_x成型，具體為其經(jīng)過壓片或滾球制得具有特定幾何結(jié)構(gòu)的催化劑；或者將上述過渡金屬氧化物MO_x負(fù)載到具有較大比表面積的惰性載體上，具體為：將步驟（1）所述制得的混合溶液A浸漬負(fù)載到載體表面，然后，按步驟（1）所述的方法高溫?zé)峤庵频茫凰龅妮^大比表面積的惰性載體為活性炭、分子篩及其他微孔或介孔材料。

2.一種如權(quán)利要求1所述的催化脫除臭氧的過渡金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行：

（1）過渡金屬氧化物活性組分MO_x的制備：分為液相合成中間體，高溫?zé)峤鈨刹?，具體步驟為：

將1-100ml的摩爾濃度為0.1-1mol/L的沉淀劑、液體氧化劑，在攪拌條件下，按0.04-1ml/min的速度滴加到0.1-1.0 mol/L的過渡金屬氧化物的前驅(qū)體溶液中，制得混合溶液A；對于氣態(tài)氧化劑，在滴加沉淀劑時，向過渡金屬氧化物前驅(qū)體中通過鼓泡0.1-100ml/min加入氣態(tài)氧化劑；其中，液態(tài)氧化劑為雙氧水、高錳酸鉀、高氯酸鉀或次氯酸鉀；氣態(tài)氧化劑為臭氧；

然后，將混合溶液A放入水浴鍋中，在40-60^oC下攪拌8-24h，用去離子水和無水乙醇洗滌、60^oC真空干燥12h，制得中間體B；將中間體B，在氧化或惰性氣氛中，300-600^oC條件下焙燒3-6h，得到MO_x催化劑；

（2）將上述過渡金屬氧化物MO_x成型，具體為其經(jīng)過壓片或滾球制得具有特定幾何結(jié)構(gòu)的催化劑；或者將上述過渡金屬氧化物MO_x負(fù)載到具有較大比表面積的惰性載體上，具體為：將步驟（1）所述制得的混合溶液A負(fù)載到載體表面，然后，按步驟（1）所述的方法高溫?zé)峤庵频?；所述的較大比表面積的惰性載體為活性炭、分子篩及其他微孔或介孔材料。

3.按照權(quán)利要求2所述一種催化脫除臭氧的過渡金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于所述的沉淀劑為氨水、碳酸銨、碳酸氫銨、氫氧化鈉或尿素。

4.按照權(quán)利要求2所述一種催化脫除臭氧的過渡金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于所述的過渡金屬氧化物的前驅(qū)體為其硝酸鹽或其他水溶性鹽。

5.按照權(quán)利要求1所述的一種催化脫除臭氧的過渡金屬氧化物催化劑的應(yīng)用，其特征在于，所述的催化劑用于臭氧、CO或CH₄的催化脫除。