[發明專利]一種鈷錳尖晶石雙壁微球催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201711001701.7
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107744812B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 張國亮;徐澤海;張宇藩
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J35/10;B01J35/08;B01D53/94;B01D53/62
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

本發明公開了一種鈷錳尖晶石雙壁微球催化劑的制備方法，將鈷鹽和錳鹽加入甘油中，分散均勻，加入有機溶劑，在100?120℃下反應1?5h，將所得反應液進行離心、干燥，將所得產物進行煅燒得到目標產物鈷錳尖晶石雙壁微球催化劑。本發明所制備的方法工藝簡單，通過控制初始金屬鹽濃度，合成溫度和反應時間控制催化劑的形貌和晶面，得到的雙璧空心微球催化劑擁有十分粗糙的表面，這促使了其比表面積的增大，最大能達到203(m²/g)，具有比現有文獻報道的鈷錳尖晶石比表面積大兩倍，所制備的催化劑具有優異的催化性能和抗水性，以及良好的催化汽車燃燒廢氣的性能，擁有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種鈷錳尖晶石雙壁微球催化劑的制備方法。

背景技術

通過防治機動車尾氣來改善空氣質量成為一個迫在眉睫的社會問題。隨著社會的發展，低溫CO氧化催化劑的應用越來越廣泛，尤其是在汽車尾氣凈化方面的應用。尖晶石型鈷錳氧化物(Co,Mn)₃O₄由于其價格低廉，環境友好，易于合成等優點在催化、超級電容器、二次電池等方面被廣泛研究。然而，傳統固相法將將金屬碳酸鹽或者氧化物進行長時間研磨后進行高溫(750度以上)煅燒，耗時長，耗能大，且合成的(Co,Mn)₃O₄由于顆粒較大，分散性差及顆粒易團聚等問題制約了其催化學性能的提高。溶劑熱法由于其高度可控性，可用于空心微球的精確制備而收到廣泛關注。目前已有文獻制備出較大比表面積的鈷錳尖晶石納米顆粒(Nat.Chem.3,79-84(2011),Nat.Commun.6,7345(2015)),但是如何制備具有優良性質和復雜結構的尖晶石材料仍是一個大的難題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鈷錳尖晶石雙壁微球催化劑的制備方法，在催化氧化一氧化碳上有很好的催化性能和穩定性。

為達到上述目的，本發明技術方案：

一種鈷錳尖晶石雙壁微球催化劑的制備方法，其特征在于所述的方法按照如下步驟進行：

將鈷鹽和錳鹽加入甘油中，分散均勻，加入有機溶劑，在100-120℃下反應1-5h，將所得反應液進行離心、干燥，將所得產物進行煅燒得到目標產物鈷錳尖晶石雙壁微球催化劑；同一反應中，所述的鈷鹽的酸根離子和錳鹽的酸根離子相同；所述的鈷鹽和錳鹽的物質的量之比為1:0.1-5；所述的甘油的加入量以鈷鹽的物質的量計為10-20ml/mmol。

進一步，所述的鈷鹽選自下列之一：乙酸鈷、氯化鈷、硝酸鈷或乙酰丙酮鈷，優選為氯化鈷或硝酸鈷。

進一步，所述的錳鹽選自下列之一：乙酸錳、氯化錳、硝酸錳或乙酰丙酮錳，優選為氯化鈷或硝酸鈷。

進一步，所述有機溶劑為丁醇、異丙醇或戊二醇。

再進一步，所述的有機溶劑的加入量以所述的鈷鹽的物質的量計為40-100ml/mmol。

進一步，所述煅燒溫度在200-400℃，煅燒時間為5-8h。