[發明專利]用于多種VOCS治理的鈷錳復合氧化物的制備方法及其產品和應用

在審

• 申請號: 201810852086.9
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN109046374A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 何丹農;袁靜;張曉嵐;劉喆;蔡婷;趙昆峰;金彩虹
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

本發明公布了一種用于多種VOCs治理的鈷錳復合氧化物的制備方法及其產品和應用，使用改進的沉淀方法制備，通過在沉淀過程中引入少量的甘油調控顆粒大小、金屬價態和暴露活性位，大大提高材料的催化性能，在烷烴、芳香烴、氯代芳烴、氯代烯烴等VOC治理中均具有良好的效果通過在制備鈷錳復合氧化物過程中引入甘油調控，使其在顆粒尺寸、金屬價態和暴露活性位等方面表現出獨特的性質，并在烷烴、芳香烴、氯代烯烴和氯代芳香烴四類揮發性有機物的催化氧化過程中表現出優異的催化性能，具有材料構成簡單、方法簡單可控、材料應用范圍廣、效率高等優點。

技術領域

本發明涉及一種用于多種VOCs治理的鈷錳復合氧化物的制備方法及其產品和應用，屬于材料制備領域。

背景技術

揮發性有機物（VOCs）是空氣污染的主要來源，其來源廣泛、種類繁多，毒性很大。如甲醛、芳香烴等具有明顯的“三致”（致癌、致畸、致突變）生物毒性，一些氯代烴對人類健康具有顯著的毒害作用，VOCs經大氣光化學反應后會產生臭氧和過氧乙酰硝酸等一些氧化性較強的氣態化合物，會危害人體健康和傷害植物等。

VOCs的治理一直是環境領域普遍關注的問題，也涌現出多種治理方法，包括吸收法、吸脫附法、燃燒法、冷凝法等。其中燃燒法是治理最為徹底且有效的一種技術。燃燒法中直接燃燒所需熱量大，一般最常用的是催化燃燒法。但催化燃燒法目前存在的問題是，一種催化劑往往只針對單一VOCs，而VOCs總是以多種形式一起出現的。目前所開發的貴金屬基催化劑對VOCs治理效果較好，但往往易中毒；而過渡金屬氧化物催化和抗燒結性能往往較差。因此，同時針對多種VOCs且效果較好的多功能催化劑的開發目前仍存在巨大挑戰。

針對此問題，本發明欲提供一種可同時治理多種VOCs污染物的高效催化材料的制備方法，主要針對烷烴、芳香烴、氯代烯烴和芳香氯代烴。據我們所知，沒有可同時針對這四類VOCs治理的專利或文獻報道。同時，采用本方法提供的催化劑在以上四類VOCs的治理中均表現出優于目前文獻中的報道結果。

發明內容

針對多種VOCs共存而同時治理存在困難的問題，本發明目的在于提供一種用于多種VOCs治理的鈷錳復合氧化物的制備方法。

本發明的再一目的在于：提供一種上述方法制備的用于多種VOCs治理的鈷錳復合氧化物產品。

本發明的又一目的在于：提供一種上述產品的應用。

本發明目的通過下述方案實現：一種用于多種VOCs治理的鈷錳復合氧化物的制備方法，其特征在于：使用改進的沉淀方法制備，通過在沉淀過程中引入少量的甘油調控顆粒大小、金屬價態和暴露活性位，大大提高材料的催化性能，在烷烴、芳香烴、氯代芳烴、氯代烯烴等VOC治理中均具有良好的效果，具體步驟如下：

第一步，將摩爾比為2:1~5:1的硝酸鈷和硝酸錳溶解于乙醇溶劑中，配成摩爾濃度為0.05~0.10 mol/L的金屬鹽溶液；

第二步，將過量10%的二水合草酸溶解于乙醇溶劑中，配成草酸溶液；

第三步，稱取適量的甘油分散于乙醇中，超聲使之均勻，配成甘油溶液；

第四步，將第二步中草酸溶液和第三步所得甘油溶液同時均勻緩慢滴入金屬鹽溶液中，控制草酸溶液的滴加速度小于1mL/s，甘油溶液的滴加速度與草酸溶液的滴加速度控制為1:10；

第五步，滴加完全后，繼續攪拌6~10h后抽濾，得到濾餅，將濾餅置于鼓風干燥箱中干燥，至完全干燥；

第六步，干燥后的樣品經研磨過篩，置于馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為300~700^oC得催化劑。

其中，第三步中甘油的摩爾濃度為0.3 mol/L。

在上述方案基礎上，控制干燥箱濃度為50~70^oC