[發(fā)明專利]一種降解VOCs用的單原子催化劑的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811033761.1 | 申請日： | 2018-09-05 |
| 公開（公告）號： | CN109174095B | 公開（公告）日： | 2021-03-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 丁輝;崔家浩 | 申請（專利權(quán)）人： | 天津大學 |
| 主分類號： | B01J23/63 | 分類號： | B01J23/63;B01D53/86;B01D53/44 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201 | 代理人： | 王麗英 |
| 地址： | 300350 天津市津南區(qū)海*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 降解 vocs 原子 催化劑 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種降解VOCs用的單原子催化劑的制備方法，包括以下步驟：步驟一、將加入含鈰化合物和氯鉑酸銨的溶液在微波反應(yīng)器中加熱；步驟二、將溶液離心得到沉淀產(chǎn)物；步驟四、用去離子水或無水乙醇清洗沉淀產(chǎn)物，之后在馬弗爐中煅燒得到單原子催化劑Pt/CeO2。本發(fā)明利用微波輻射條件加熱，加熱速度快，對反應(yīng)腔內(nèi)溶液均勻加熱，使金屬原子更分散的負載在在載體上，提高了金屬利用率，具有更高的催化活性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)域，涉及一種微波法制備的降解VOCs的常溫單原子催化劑的制備方法。
背景技術(shù)
揮發(fā)性有機物VOCs(Volatile Organic Compounds)是一類重要的空氣污染物，世界衛(wèi)生組織定義為沸點50～260℃、室溫下飽和蒸氣壓超過133Pa的有機化合物，包括烷烴類、烯烴類、芳烴及其衍生物、醇類、醛酮類、胺和酰胺類、酸和酸酐類等。VOCs是一種重要的大氣污染物，對人體的危害大，能導致人體呈現(xiàn)種種不適感，并具有毒性和刺激性。已知許多VOCs具有神經(jīng)毒性、腎臟和肝臟毒性，甚至具有致癌作用，能損害心血管系統(tǒng)，引起胃腸道紊亂，誘發(fā)免疫系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)及造血系統(tǒng)疾病，造成代謝紊亂，同時也是形成光化學煙霧和PM2.5的重要因素，還能導致溫室氣體的產(chǎn)生和臭氧層的破壞。
常溫催化降解VOCs的技術(shù)相對于傳統(tǒng)技術(shù)可以很大程度上降低VOCs處理的溫度和成本，降低設(shè)備能耗損失，提高安全系數(shù)，操作過程簡便，符合綠色化學的要求。微波是一種頻率在300MHz至300GHz之間的電磁波。與傳統(tǒng)加熱以熱傳導、熱輻射等方式由外向內(nèi)傳遞熱量不同，微波是通過偶極子旋轉(zhuǎn)和離子傳導兩種方式內(nèi)外同時加熱。微波加熱具有加熱速度快、均勻加熱、選擇性加熱、易于控制的特點。在微波輻射條件下，化學反應(yīng)反應(yīng)速率快、轉(zhuǎn)化率高、選擇性高。稀土元素具有很好的吸波特性，其自身獨特的電子結(jié)構(gòu)提高了吸收電磁波峰值能力，拓寬了吸收頻帶，與微波輔助加熱方式相配合，能增加微波在基體材料內(nèi)部傳播時的反應(yīng)次數(shù)，使反應(yīng)更充分進行，使稀土元素在材料合成中更為均勻的分布，降低了生產(chǎn)能耗和成本。單原子是一類新型的催化劑，相比傳統(tǒng)負載型催化劑，單原子催化劑實現(xiàn)了單個原子成為反應(yīng)活性點位，催化劑的負載量大大降低，而催化效果也顯著提高。然而單原子催化劑易遷移團聚，從而引發(fā)活性下降甚至失活。目前單原子催化劑的制備方法有原子層沉積法、浸漬法、質(zhì)量分離軟著陸法、固相熔融法、強靜電吸附法等，然而關(guān)于微波法制備降解VOCs的單原子催化劑的工藝迄今還未見報道。
專利CN108057455A公開了一種臭氧催化氧化催化劑及其制備方法。該專利將原料煤磨粉，加入活性組分后，成型、炭化和活化，制得的臭氧催化氧化催化劑的孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，制得介孔和微孔并存的雙孔分布結(jié)構(gòu)，催化劑催化活性提高，但是催化劑需要加入臭氧才能夠高效降解，存在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、貴金屬分散性不高的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的缺點，提供一種降解VOCs用的單原子催化劑的制備方法，本方法制備的單原子催化劑分散性好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，原子利用率高，降低使用成本，催化效果好，使用壽命長，制備過程操作簡便，并在無臭氧氧化的常溫下就可以降解VOCs。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種降解VOCs用的單原子催化劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將含鈰化合物溶于去離子水中，然后將堿性物質(zhì)添加至含鈰化合物溶液中使溶液pH＝8～9，然后將氯鉑酸銨添加至溶液中，加入所述溶液中的氯鉑酸銨與含鈰化合物的質(zhì)量比為1:10～30；
(2)將溶液放入微波反應(yīng)器中以150～300℃加熱10～30min；
(3)反應(yīng)結(jié)束后，將溶液在高速離心機上以6000～10000轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速離心分離5～15分鐘后，移去離心管中溶液，得到沉淀產(chǎn)物；
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