[發明專利]碳納米管負載過渡金屬氧化物催化劑及其應用

在審

• 申請號: 202110669266.5
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113289627A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 楊希賢;曾永健;余皓;彭峰;李萬保;丁業全;丁景添;何梓鵬
• 申請（專利權）人: 佛山市諾藍環保科技有限公司;華南理工大學
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75;B01J21/18;B01J23/889;B01J23/83;B01D53/72;B01D53/86;B01D53/44
• 代理公司: 佛山市科策知識產權代理事務所(普通合伙) 44539
• 代理人: 程國棟

本發明公開一種碳納米管負載過渡金屬氧化物催化劑及其應用，其制備方法包括：S1，CNTs加入過渡金屬鹽溶液中并混合均勻；S2，在鼓風干燥箱中緩慢蒸干水分，得到固體樣品；S3，將干燥后的固體樣品置于管式加熱爐中，在氬氣氛圍中加熱至煅燒溫度，得到過渡金屬氧化物催化劑。本發明旨在提供一種有效增強金屬氧化物之間的相互作用，降低完全氧化VOCs的所需溫度以及提高催化劑的活性的碳納米管負載過渡金屬氧化物催化劑的制備方法。

技術領域

本發明涉及過渡金屬氧化物催化劑技術領域，特別涉及一種碳納米管負載過渡金屬氧化物催化劑、其制備方法以及應用。

背景技術

常溫常壓下易揮發的有機物被定義為揮發性有機污染物(Volatile OrganicCompounds，VOCs)。VOCs種類復雜，被公認為是產生臭氧和光化學煙霧的前驅體，有毒有害，對人類生存環境和生命健康都有嚴重危害。VOCs容易刺激人體器官，引發頭痛，甚至危及生命。催化氧化技術是最有效去除VOCs的方法，其最終產物為二氧化碳和水，反應溫度較低，綠色節能，具有廣闊的工業應用前景。

貴金屬氧化物催化劑是目前公認為去除VOCs活性最高的催化劑。比如，Jiang等(IndustrialEngineering Chemistry Research.2018,57(43),14544-14550)制備的Pt/GA催化劑可以在20℃下催化氧化去除100ppm甲醛。然而，貴金屬催化劑成本高的劣勢限制了其大規模制備。負載型過渡金屬氧化物催化劑的特點在于成本低廉，但和貴金屬催化劑相比，過渡金屬氧化物催化劑的活性還是偏低。選擇合適的載體以及提高催化劑中活性組分的相互作用是兩種有效的方法去提高過渡金屬氧化物催化劑的VOCs氧化活性。碳納米管(CNTs)是一種優秀的催化劑載體，其熱穩定性和疏水性良好，表面化學性質豐富，易于改性。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種碳納米管負載過渡金屬氧化物催化劑的制備方法，旨在提供一種有效增強金屬氧化物之間的相互作用，降低完全氧化VOCs的所需溫度以及提高催化劑的氧化活性的碳納米管負載過渡金屬氧化物催化劑的制備方法。

為實現上述目的，本發明提出的碳納米管負載過渡金屬氧化物催化劑的制備方法，其制備方法包括：

S1，CNTs加入溶有過渡金屬鹽溶液并混合均勻；

S2，在鼓風干燥箱中緩慢蒸干多余水分，得到固體樣品；

S3，將干燥后的固體樣品置于管式加熱爐中，在氬氣氛圍中加熱至煅燒溫度，得到過渡金屬氧化物催化劑。

在一實施例中，S1步驟中的過渡金屬氧化物為Co(NO₃)₃·6H₂O，將300mg CNTs加入溶有x g Co(NO₃)₃·6H₂O的10mL去離子水溶液中，經S2和S3步驟后得到xCo/CNTs催化劑。

在一實施例中，CNTs與Co(NO₃)₃·6H₂O的質量比為(0.14～3)：1，Co(NO₃)₃·6H₂O水溶液的濃度為0.01～0.21g/mL。

在一實施例中，S1步驟中的過渡金屬氧化物為Co(NO₃)₃·6H₂O和Ce(NO₃)₃·6H₂O，將300mg CNTs加入溶有1.4816g Co(NO₃)₃·6H₂O和y gCe(NO₃)₃·6H₂O的10mL去離子水溶液中，經S2和S3步驟后得到復合過渡金屬氧化物催化劑。