[發(fā)明專利]一種揮發(fā)性有機(jī)污染氣體凈化催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011495148.9
• 申請(qǐng)日: 2020-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN112516998B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余林;劉琪;程高;孫明;余偉雄;唐詩昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/34
• 分類號(hào): B01J23/34;B01J35/10;F23G7/07;C01G45/02
• 代理公司: 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 張燕玲

本發(fā)明屬于材料合成領(lǐng)域，公開了一種揮發(fā)性有機(jī)污染氣體凈化催化劑及其制備方法和應(yīng)用。該制備方法包括如下步驟：將錳鹽與堿分別配制成溶液，兩種溶液混合后加入去離子水，在超聲條件下反應(yīng)，所得產(chǎn)物經(jīng)過離心、水洗后干燥即得到揮發(fā)性有機(jī)污染氣體凈化催化劑。該方法不需使用額外的模板劑或表面活性劑，操作簡(jiǎn)單、控制方便、成本低、反應(yīng)溫度低，揮發(fā)性有機(jī)污染氣體凈化效率高。制備得到的多孔Mnsubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;催化劑具有大比表面積，好的低溫活性，可應(yīng)用于空氣中揮發(fā)性有機(jī)污染氣體催化凈化，對(duì)空氣凈化有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料合成領(lǐng)域，特別涉及一種揮發(fā)性有機(jī)污染氣體凈化催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)化和城市化的迅速發(fā)展，空氣質(zhì)量問題愈發(fā)引起人們的重視。揮發(fā)性有機(jī)污染氣體(VOCs)是造成大氣污染的主要來源之一，VOCs的排放既產(chǎn)生了光化學(xué)污染，還導(dǎo)致了臭氧層破壞及動(dòng)植物中毒等影響。催化燃燒反應(yīng)是凈化VOCs的有效途徑之一。因此，研發(fā)高效、廉價(jià)的催化劑對(duì)VOCs凈化有重要意義。目前，常用的貴金屬催化劑(金、鉑、鈀等)在催化燃燒VOCs方面有較高的活性，但其資源少，價(jià)格高，易中毒。過渡金屬氧化物催化劑資源多，價(jià)格低，具有良好的催化活性，因而受到廣大關(guān)注和研究。

多孔材料具有較大的比表面積，發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。而在過渡金屬組分中，錳氧化物是常用的一類。錳氧化物因其價(jià)格低廉、熱穩(wěn)定好，具有變價(jià)(+2、+3、+4)，在催化燃燒VOCs中表現(xiàn)出良好的性能，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前常用的介孔錳氧化物制備方法主要是模板法，需要使用模板劑，如介孔氧化硅、表面活性劑等。而Mn₃O₄在催化燃燒VOCs中的應(yīng)用并不多見，多數(shù)Mn₃O₄的制備都需要經(jīng)過水熱或焙燒等高能耗過程。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種揮發(fā)性有機(jī)污染氣體凈化催化劑的制備方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種上述制備方法制備得到的揮發(fā)性有機(jī)污染氣體凈化催化劑。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種揮發(fā)性有機(jī)污染氣體凈化催化劑的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種揮發(fā)性有機(jī)污染氣體凈化催化劑的制備方法，包括以下操作步驟：將錳鹽與堿分別配制成溶液，兩種溶液混合后加入去離子水，在超聲條件下反應(yīng)，所得產(chǎn)物經(jīng)過離心、水洗后干燥即得到揮發(fā)性有機(jī)污染氣體凈化催化劑。

所述錳鹽配制成摩爾濃度為0.4-1.2mol/L的溶液；所述堿配制成摩爾濃度為0.4-1.2mol/L的溶液。

所述錳鹽為氯化錳、硝酸錳、硫酸錳或醋酸錳。

所述配制成溶液使用的溶劑為乙醇、乙二醇、丙三醇或丙酮。

所述去離子水與堿配制成的溶液的體積比為1:20-1:2。

所述反應(yīng)的時(shí)間為10-60min。

一種由上述的制備方法制備得到的揮發(fā)性有機(jī)污染氣體凈化催化劑。

上述的催化劑在揮發(fā)性有機(jī)污染氣體凈化中的應(yīng)用。

本發(fā)明的原理是利用副產(chǎn)物(如氯化鉀、硝酸鉀、氯化鈉等)在溶液(如乙醇、乙二醇等)中低溶解度的性質(zhì)，使四氧化三錳與副產(chǎn)物一同沉淀，此時(shí)副產(chǎn)物起到模板劑的作用，隨后再用水將副產(chǎn)物洗去，從而制備具有多孔結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。該方法使用易除去的副產(chǎn)物作為模板劑，制備多孔結(jié)構(gòu)的催化劑。此外，使用超聲條件使催化劑的粒徑可以調(diào)控。調(diào)整去離子水用量可以調(diào)控孔徑。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：