[發(fā)明專利]一種硅藻土復(fù)合催化劑及環(huán)保用途

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201611207107.9
• 申請日: 2016-12-25
• 公開（公告）號: CN108236946A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝越
• 申請（專利權(quán)）人: 海門市源美美術(shù)圖案設(shè)計有限公司
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01D53/86;B01D53/44
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本發(fā)明公開了一種硅藻土復(fù)合催化劑及環(huán)保用途，制備方法包括：將硅藻土粉在攪拌狀態(tài)下緩慢加入到裝有98%濃硫酸中，溫度維持在10℃以下，再緩慢加入硝酸鈉和高錳酸鉀的混合物，10℃以下低溫反應(yīng)；再在30?40℃恒溫水浴中保溫攪拌的條件下緩慢加入溫水，使溫度上升到98℃，再倒入30%的雙氧水，趁熱過濾；最后用稀鹽酸洗滌濾餅，直至無硫酸根離子，再在真空中干燥，即可制得氧化硅藻土。本發(fā)明提供的硅藻土復(fù)合催化劑對揮發(fā)性有機(jī)物具有催化降解的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)域，涉及一種硅藻土復(fù)合催化劑及環(huán)保用途。

背景技術(shù)

硅藻土是一種硅質(zhì)巖石，主要分布在中國、美國、日本、丹麥、法國、羅馬尼亞等國。是一種生物成因的硅質(zhì)沉積巖，它主要由古代硅藻的遺骸所組成。其化學(xué)成分以SiO2為主，可用SiO2·nH2O表示，礦物成分為蛋白石及其變種。我國硅藻土儲量3.2億噸，遠(yuǎn)景儲量達(dá)20多億噸，主要集中在華東及東北地區(qū)，其中規(guī)模較大，儲量較多的有吉林、浙江、云南、山東、四川等省，分布雖廣，但優(yōu)質(zhì)土僅集中于吉林長白山地區(qū)，其他礦床大多數(shù)為3~4級土，由于雜質(zhì)含量高，不能直接深加工利用。

揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）是主要的大氣污染物之一，特別是油漆、噴涂等行業(yè)產(chǎn)生的三苯系（苯、甲苯及二甲苯）廢氣，具有排放氣量大、組分復(fù)雜、濃度低等特點，會造成嚴(yán)重的霧霾，破壞生態(tài)環(huán)境，并可致癌和致突變，危害人體健康。因此，治理VOCs廢氣是今后一個十分重要與緊迫的問題。

VOCs處理技術(shù)主要有吸附法、吸收法、等離子體法、催化燃燒法等。由于催化燃燒法具有起燃溫度低、應(yīng)用范圍廣和無二次污染等優(yōu)勢，成為治理VOCs廢氣污染的最有效方法之一。催化燃燒法的技術(shù)核心是研制低溫高活性與高溫?zé)岱€(wěn)定性好的催化劑，其中，活性組分與載體的選擇制備是關(guān)鍵。貴金屬鈀和鉑具有較高的催化活性，但昂貴的價格制約了其規(guī)模化應(yīng)用。一些過渡金屬氧化物的制備成本低（Yang，2014），如負(fù)載型MnOx/γ-Al2O3和CuMnOx/γ-Al2O3復(fù)合氧化物催化劑，對VOCs具有一定的催化活性，具有較大的應(yīng)用潛力。研究表明，以Mn-Cu復(fù)合氧化物作為活性組分，負(fù)載在Al2O3上制成催化劑，對VOCs的降解率可達(dá)99%，反應(yīng)溫度比非負(fù)載型催化劑降低30~40℃，完全燃燒溫度為250℃，表現(xiàn)出較高的催化活性。TiO2與過渡金屬氧化物復(fù)合催化劑能提高對苯的降解活性，降低起燃溫度和完全燃燒溫度，而且具有較好的熱穩(wěn)定性。與Al2O3等載體相比，硅藻土具有優(yōu)良的載流子遷移率、極高的比表面積和良好的透明性，作為載體將有利于氧化物活性相的均勻分散，有望獲得高性能與高活性的催化劑。

金屬負(fù)載硅藻土復(fù)合催化劑及對揮發(fā)性有機(jī)物的催化降解具有重要應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種硅藻土復(fù)合催化劑及環(huán)保用途。

上述目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種硅藻土復(fù)合催化劑，制備方法包括如下步驟：

步驟A：將硅藻土粉在攪拌狀態(tài)下緩慢加入到裝有98%濃硫酸中，溫度維持在10℃以下，再緩慢加入硝酸鈉和高錳酸鉀的混合物，10℃以下低溫反應(yīng)；再在30-40℃恒溫水浴中保溫攪拌的條件下緩慢加入溫水，使溫度上升到98℃，再倒入30%的雙氧水，趁熱過濾；最后用稀鹽酸洗滌濾餅，直至無硫酸根離子，再在真空中干燥，即可制得氧化硅藻土；

步驟B：取上述制成的氧化硅藻土，加入去離子水超聲攪拌均勻，在攪拌的條件下加入鈦酸丁酯、乙醇、乙酸；混合物在60-70℃下加熱3-6h后分離得到沉淀，將沉淀物加入到氫氧化鈉溶液中，150-200℃條件下循環(huán)加熱，加入稀鹽酸中和，再用去離子水洗凈烘干；

步驟C：取步驟B所得樣品、高錳酸鉀、硝酸錳和硝酸鋅混合形成固體混合物，超聲振蕩，加入蒸餾水并攪拌使固體混合物完全溶解于蒸餾水中形成溶液，然后將溶液轉(zhuǎn)移到不銹鋼反應(yīng)釜中150-200℃加熱，過濾洗滌后在干燥，最后煅燒即得硅藻土復(fù)合催化劑。