[發明專利]一種有序介孔結構錳鈰鈦催化劑及制備方法和用途

有效

• 申請號: 201710268969.0
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN106984301B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 王慧;李丹;王國華;陳留平
• 申請（專利權）人: 中鹽金壇鹽化有限責任公司;江蘇加怡熱電有限公司
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;C02F1/78;B01D53/86;B01D53/56;C02F101/34;C02F101/38;C02F101/30
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 鄭云

本發明屬于催化劑制備領域，特別涉及一種有序介孔結構錳鈰鈦催化劑及制備方法和用途。采用溶劑蒸發誘導自組裝合成方法，以三嵌段共聚物為模板劑，將Mn/Ce活性物質組裝引入到TiO₂載體的孔壁骨架中，制得有序介孔結構的錳鈰鈦催化劑。該催化劑活性組分分散高、孔透性好、穩定有序、比表面積大?？捎糜诘蜏孛撓?、多相催化降解有機物等領域。

技術領域

本發明屬于催化劑制備領域，特別涉及一種有序介孔結構錳鈰鈦催化劑及制備方法和用途。

背景技術

近年來，有序介孔材料由于具有孔道排列有序、大小均勻、比表面積大的優點而被選為催化劑載體或活性組分，廣泛應用于催化反應過程中。然而要制備出長程有序、熱穩定性好的TiO₂有序介孔材料則是極其困難的?，F有技術采用有機模板劑組裝的方法得到一種熱穩定性好的介孔材料。然而該方法模板劑與溶劑和無機前驅體組裝時間及干燥時間都較長，在脫除模板劑的過程中，采用多步升溫燒結程序，致使合成的周期及工序較為復雜，不利于大規模生產。

除了在合成控制工藝上優化提高TiO₂有序介孔材料熱穩定性外，摻雜其他金屬元素來穩定TiO₂有序介孔材料的有序介孔道是另外一種有效的方法。此外，引入其他元素還能起到改善或賦予TiO₂介孔材料的一些新的性質(如：催化能力、光電效應、導電性質等)，但是引入其他元素同時也帶來了引入元素分布均勻性差、孔道尺寸匹配不良以及多元素共摻雜協同催化不佳等問題。

發明內容

本發明的目的：針對目前存在的問題，提供了一種有序介孔結構的錳鈰鈦催化劑，具有長程有序、熱穩定性好、制備工序少等優點，并解決了引入其他元素帶來的問題。

本發明的技術方案：本方明提供一種有序介孔結構的錳鈰鈦催化劑，采用溶劑蒸發誘導自組裝合成方法，以三嵌段共聚物為模板劑，將Mn/Ce活性物質組裝引入到TiO₂載體的孔壁骨架中，制得有序介孔結構的錳鈰鈦催化劑。提供這種有序介孔結構的錳鈰鈦催化劑的制備方法，具體操作包括：

(1)取三嵌段共聚物模板劑、鈰鹽、錳鹽溶解于醇溶劑中得到溶液A；

(2)取濃鹽酸緩慢加入鈦前驅體中，反應15～20min得到溶液B；

(3)將溶液A緩慢加入溶液B中，在20～60℃溫度下混合反應2～6h，得到溶液C；

(4)取溶液C平鋪于培養皿中，在干燥溫度為20～40℃、干燥濕度為60～80％RH條件下干燥24～48h，得到固體D；

(5)在燒結溫度為300～700℃、升溫速率為0.5～10℃/min條件下，將固體D置于馬弗爐中燒結2～4h，制得有序介孔結構的錳鈰鈦催化劑。

其中，步驟(4)中溫度和濕度是關鍵的工藝參數，溫度和濕度都會影響有序介孔的自組裝效果，干燥溫度為20～40℃、干燥濕度為60～80％RH條件有利于孔道有序度的形成；步驟(5)中升溫速率為0.5～10℃/min有利于有序孔通道的形成。

作為優選，步驟(1)中的三嵌段共聚物模板劑為P123、F127或L64；步驟(1)中的醇溶劑為正丁醇、異丁醇、正丙醇、異丙醇、乙醇中的一種或兩種；步驟(1)中的鈰鹽為氯化鈰、硝酸鈰或醋酸鈰；步驟(1)中的錳鹽為硝酸錳、氯化錳、硫酸錳或醋酸錳。

作為優選，步驟(2)中的鈦前驅體為鈦酸四乙酯、鈦酸四異丙酯、鈦酸四丁酯、四氯化鈦中的一種或兩種。

作為優選，步驟(1)和步驟(2)中的鈦前驅體、濃鹽酸、醇溶劑、三嵌段共聚物模板劑、鈰鹽和錳鹽摩爾比為1：6：9～25：0.001～0.3：0.01～0.5：0.01～0.5。

本發明制備的有序介孔結構的錳鈰鈦催化劑用于低溫脫硝、多相催化降解有機物。