[發明專利]一種M-MnOX

有效

• 申請號: 201811117075.2
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109107567B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 黃瓊;陶濤;司涵;虞舒琨;王佳曉;趙云霞
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J23/889;B01D53/86;B01D53/72;B01D53/70
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮;裴詠萍

本發明公開了一種M?MnO_X?CeO₂催化劑，該催化劑以MnO_X、CeO₂為活性組分，以M為摻雜物，采用檸檬酸絡合法制備得到；M為FeO_x、CuO、CoO_x或K₂O；催化劑中Mn與Ce的摩爾比為6:1?1:1；當M為FeO_x、CuO或CoO_x時，M中金屬離子與Ce的摩爾比為1:4?1:1；當M為K₂O時，K₂O的摻雜量為1wt%。本發明催化劑可用于常溫條件下催化氧化氣態甲醛，或用于熱催化氧化CVOCs。

技術領域

本發明涉及一種粉末型和負載型M-MnO_x-CeO₂催化劑及制備方法和應用，粉末型催化劑主要用于常溫催化室內氣態甲醛，即可在常溫條件下催化氧化氣態甲醛降至民用建筑工程室內環境污染控制規范(GB50325-2010)中室內甲醛國家標準(0.08 mg/m³)以下；負載型催化劑主要用于熱催化氧化CVOCs，如氯苯、二氯苯、二氯乙烷、二氯乙烯等。

背景技術

在我國石油化工、包裝印刷、醫藥、涂裝、汽車制造與半導體制造等行業生產過程中會持續排放大量揮發性有機化合物(Volatile organic compounds, 簡稱VOCs)，目前大量研究表明VOCs是導致復合型大氣污染、誘發灰霾(PM2.5)、產生光化學煙霧及臭氧的重要前體物之一，其中VOCs占復合型污染物總量的20~40%。據不完全統計，2012年我國工業源有機廢氣年排放量約為2088.7萬噸，預計到2030年將達到3660.8萬噸，將超過歐美日等國家總和^[3]。為有效控制大氣中 PM2.5和臭氧污染，改善空氣質量，控制VOCs前體物是重中之重，而含氯揮發性有機物(Chlorinate volatile organic compounds，簡稱CVOCs)作為VOCs重要組分之一，因來源廣泛、急性毒性強，高生物累積性、難降解、易形成多氯副產物等而備受關注，其對大氣環境、動植物生長及人體健康均造成巨大危害。

目前處理CVOCs的技術主要有回收技術和銷毀技術。回收技術主要通過改變工藝過程中溫度、壓力等物理條件使CVOCs 富集分離，包括有吸附、吸收、冷凝以及膜分離技術等；銷毀技術主要采用化學或生物方法使CVOCs 分解成CO₂、H₂O、HCl和Cl₂等無毒或者毒性較小的氣體，包括直接燃燒、催化氧化、光催化降解、生物降解、等離子體技術等，其中催化氧化技術因具有適用范圍廣、起燃溫度低、能耗低、凈化效率高、無二次污染等優點，已在歐洲各國、美國、日本等國得到廣泛應用，目前國內工業CVOCs治理亦以催化氧化技術為主，催化氧化已成為當前CVOCs治理行業研究、應用的主流技術和發展方向，而制備高效、穩定、廉價的催化劑是催化氧化技術的核心。

目前，催化氧化CVOCs 催化劑主要有貴金屬、非貴金屬和分子篩催化劑三類。貴金屬催化劑主要以Pt、Pd、Rh等貴金屬為活性組分，常被廣泛應用到催化行業中，具有低溫起燃性、高催化氧化活性等特點，但是其價格昂貴，且遇氯易中毒，另外廢舊的催化劑還需專門的固廢處理。非貴金屬催化劑主要有過渡、稀土金屬氧化物和鈣鈦礦型復合氧化物催化劑，具有較高的催化性能及穩定性，部分組分甚至超過貴金屬催化劑，且抗氯、抗水蒸氣能力較好；分子篩催化劑因比表面積大、適宜的B酸位和L酸位而有助于催化氧化性能的發揮和抗氯中毒性能的提高，但B酸位容易引起產生積炭，L酸位易引起含氯副產物的產生。因此，研發過渡金屬氧化物與稀土金屬相復合的高效、穩定催化劑，并配以蜂窩狀堇青石或分子篩為載體以替代貴金屬催化劑將成為國內外工業催化氧化催化劑研究的熱點和趨勢。