[發明專利]一種錳鈰釕復合氧化物催化劑及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201810620896.1
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108906044B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 朱廷鈺;王健;趙海楠;徐文青
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J23/656
• 分類號: B01J23/656;B01J35/02;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種錳鈰釕復合氧化物催化劑及其制備方法和用途。所述錳鈰釕復合氧化物催化劑包括錳?鈰氧化物和分散在所述錳?鈰氧化物表面的釕氧化物。所述制備方法包括：(1)采用氧化還原?水解共沉淀法制備錳?鈰氧化物；(2)采用溶膠?沉積法制備釕納米顆粒的分散液，將所述釕納米顆粒分散在步驟(1)所述錳?鈰氧化物表面，得到的含釕的錳?鈰氧化物，焙燒所述含釕的錳?鈰氧化物，得到所述錳鈰釕復合氧化物催化劑。本發明提供的錳鈰釕復合氧化物催化劑催化劑成本較低，對常見VOCs完全氧化溫度較低，并且抗氯中毒性能優異，在較低溫度區間催化氧化CVOCs的過程中活性穩定。

技術領域

本發明屬于資源與環境技術領域，具體涉及一種錳鈰釕復合氧化物催化劑及其制備方法和用途。

背景技術

揮發性有機物(volatile organic compounds，簡稱VOCs)是PM_2.5和O₃的重要前驅體，可以引發霧霾、光化學煙霧等大氣環境問題，人體長期處于VOCs超標的環境中，會造成肝臟、腎臟以及神經系統健康受損。通過催化氧化法，在150-500℃將VOCs分解為CO₂和H₂O等小分子物質，可以徹底消除VOCs污染，適合應用于不具有回收價值的VOCs混合廢氣。

高效、穩定的催化劑是催化氧化法應用的關鍵。目前，催化氧化VOCs主要采用昂貴的鉑、鈀催化劑，應用中通常采用降低活性組分含量的方法減少一次投入，實際催化氧化運行溫度高，同時鉑、鈀催化劑在含氯VOCs(chlorinated volatile organic compounds，簡稱CVOCs)的催化氧化過程中活性較低且多氯代副產物較多。研究表明，經過系統優化的過渡金屬氧化物催化劑的催化活性可大幅提高，甚至超過鉑、鈀催化劑。然而，過渡金屬氧化物催化劑在CVOCs的催化氧化過程中易于氯中毒失活，此現象在較低溫度區間(150-300℃)較為明顯。

CN105289651A公開了一種催化氧化VOCs的雙金屬催化劑及其制備方法和用途。該催化劑以二氧化鈦為載體，活性劑為釕、鈀或鉑中任意一種元素的單質和/或其氧化物，助催化劑為四氧化三鈷、氧化錳、氧化銅或氧化鎳中任意一種。通過納米調控手段利用Salen配體合成活性劑和助催化劑均勻復合的納米顆粒，二者之間存在較強的協同催化作用，可提高對VOCs的催化氧化效率。

CN107362800A公開了一種VOCs消除催化劑及其制備方法，通過水熱方法，通過加入還原劑，促進劑，并調節Co與Mn的摩爾比，調控催化劑的形貌和納米粒子尺寸。該催化劑在較寬的溫度范圍內均表現較高的苯催化氧化活性。催化劑在207℃的苯催化轉化率達到了90％。本發明提供催化劑的凈化效果優于傳統苯催化氧化催化劑。

CN107983365A提供一種以泡沫鈦為載體的VOCs催化劑的制備方法，以泡沫鈦為基體，將泡沫鈦預處理后在其表面及孔道內生成二氧化鈦前驅體，然后高溫煅燒得到泡沫鈦-二氧化鈦，以泡沫鈦-二氧化鈦為載體，通過自蔓延煅燒法負載活性組分氧化銅、氧化錳，以及助催化劑氧化釹、氧化鈷，得到用于催化氧化VOCs的催化劑。

但是上述方案提供的催化劑存在著成本較高，使用范圍相對較窄，制備流程長等問題。

因此，成本較低、適用范圍廣的過渡金屬氧化物催化劑的研發與應用是催化氧化法在VOCs控制領域大范圍應用的重要途徑。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種錳鈰釕復合氧化物催化劑及其制備方法和用途。本發明提供的錳鈰釕復合氧化物催化劑具有廉價、高效、普適性強的優點。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種錳鈰釕復合氧化物催化劑，所述錳鈰釕復合氧化物催化劑包括錳-鈰氧化物和分散在所述錳-鈰氧化物表面的釕氧化物。