[發(fā)明專利]VOCs催化分解用復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710609559.8
• 申請(qǐng)日: 2017-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107442106A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳子豹;王斐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通斐騰新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/34
• 分類號(hào): B01J23/34;B01J23/83;B01J23/66;B01J37/03;B01D53/86;B01D53/44
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體為VOCs催化分解用復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

揮發(fā)性有機(jī)物VOCs（volatile organic compounds），是指常溫下飽和蒸汽壓大于70 Pa、常壓下沸點(diǎn)在260℃以下的有機(jī)化合物，或在20℃條件下蒸汽壓大于或者等于10 Pa具有相應(yīng)揮發(fā)性的全部有機(jī)化合物。VOC按其化學(xué)結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步分為：烷類、芳烴類、酯類、醛類和其他等。目前已鑒定出的有300多種。最常見(jiàn)的有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二異氰酸酯（TDI）、二異氰甲苯酯等。室內(nèi)空氣中揮發(fā)性有機(jī)化合物濃度過(guò)高時(shí)很容易引起急性中毒，輕者會(huì)出現(xiàn)頭痛、頭暈、咳嗽、惡心、嘔吐、或呈酩醉狀；重者會(huì)出現(xiàn)肝中毒甚至很快昏迷，有的還可能有生命危險(xiǎn)。

目前工業(yè)上VOCs凈化技術(shù)主要有吸收法、吸附法、冷凝法、生化法、低溫等離子體法、光催化氧化法和催化燃燒法等。催化燃燒法是目前應(yīng)用最廣泛的VOCs凈化技術(shù)，指利用催化劑降低有機(jī)物氧化反應(yīng)所需要的活化能，提高反應(yīng)效率，將VOCs在較低溫度下進(jìn)行無(wú)焰燃燒，并最終轉(zhuǎn)化為CO₂和H₂O等無(wú)害物質(zhì)。目前，VOCs處理用催化劑主要包含貴金屬（Pd、Pt、Ru等）、過(guò)渡金屬（Cu、Mn、Mo、Ni、Co、Fe、Cr等）和稀土金屬（Ce、La等）及其他復(fù)合氧化物。貴金屬催化劑雖然催化效率較高，但價(jià)格昂貴，這在一定程度上限制了催化劑的推廣應(yīng)用。因此，制備高性能且廉價(jià)的催化劑是目前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有高催化活性、低起燃溫度、長(zhǎng)使用壽命且成本低廉的新型VOCs氧化催化劑。半導(dǎo)體TiO₂作為載體，生成的CeO₂與TiO₂形成共熔體提供了很好的供氧能力，經(jīng)高溫焙燒后表面形成的Ag、Cu、Ni、Fe、Co、Mo、Mn等元素可有效吸附氧，復(fù)合金屬氧化物各組分的協(xié)同作用提高了催化劑對(duì)VOCs氣體的催化氧化能力。以此技術(shù)制備的催化劑，不僅催化能力高效而且價(jià)格低廉，可以廣泛推廣使用，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種VOCs催化分解用復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，將適量的市購(gòu)的納米TiO₂粉末溶解于蒸餾水中，配置成0.05 M的溶液；

步驟二、取一定量的Ce(NO₃)₃?6H₂O溶解于步驟一所得溶液中，攪拌溶解1H得到混合溶液；

步驟三，取一定量的NaOH和NH₃?H₂O配制成0.1 M的沉淀劑，將沉淀劑在劇烈攪拌下加入步驟二溶液中；

步驟四，步驟三得到的溶液混合均勻后，置于80℃油浴中加熱攪拌1H，趁熱過(guò)濾后放入80℃烘箱中進(jìn)行干燥12H，得到Ce/TiO₂混合體粉末；

步驟五，將步驟四得到的固體粉末重新分散后，稱取一定量的過(guò)渡金屬鹽(Ag、Cu、Ni、Fe、Co、Mo、Mn)配制成0.1M溶液，按理論過(guò)渡金屬/鈰鈦混合物質(zhì)量比為18~25%加入，隨后加入0.1 M的沉淀劑；

步驟六，步驟五所得溶液混合均勻后，置于80℃油浴中加熱攪拌1 H，趁熱過(guò)濾后放入80℃烘箱中進(jìn)行干燥12 H，研磨得到固體粉末；

步驟七，將步驟六所得固體粉末置于管式爐中，于400℃及N₂氣氛下，焙燒5H，得到復(fù)合金屬氧化物催化劑。

優(yōu)選的，步驟二中得到的混合溶液摩爾比為Ce/Ti=3/1~1/5。

優(yōu)選的，步驟三中沉淀劑添加量控制摩爾比為[OH^-]/[Ce³⁺]=3/1~4/1。

優(yōu)選的，復(fù)合金屬氧化物催化劑制備成漿料涂覆于陶瓷、分子篩、活性炭的固定載體上，用于將揮發(fā)性有機(jī)物氧化分解為二氧化碳和水。

優(yōu)選的，揮發(fā)性有機(jī)物包括乙醇、乙酸乙酯、甲苯、乙酸丁酯、二甲苯、苯乙烯中的一種或幾種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

（1）在低起燃溫度（300℃）下對(duì)酯類及苯類有機(jī)物具有較高的催化氧化能力（>98%）。

（2）本發(fā)明方法采用常溫沉淀法制備催化劑，方法簡(jiǎn)便。且不含貴金屬元素，成本低廉。