[發(fā)明專利]一種CeO2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110732214.8
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113477240B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設計）人: 李彩亭;朱有才;李珊紅;趙駿剛;杜雪雨
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B01J23/10
• 分類號: B01J23/10;B01J35/02;B01J35/10;C01F17/235;B01D53/86;B01D53/44
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

本發(fā)明公開了一種CeO₂納米顆粒催化劑及其制備方法和應用，其制備方法包括以下步驟：將鈰鹽，溶劑和聚乙二醇混合，攪拌混合均勻后得到透明溶液；加入模板，浸漬、抽濾、干燥、煅燒得到CeO₂納米顆粒催化劑；其中，鈰鹽、溶劑和聚乙二醇的質量比為1~10：1~4：1。本發(fā)明中優(yōu)化了CeO₂納米顆粒催化劑的結構，提高了CeO₂納米顆粒催化劑低溫催化活性。通過優(yōu)化催化劑的制備條件，實現(xiàn)了CeO₂納米顆粒催化劑，在較低溫度條件下對VOCs的高效催化氧化脫除。本發(fā)明中CeO₂納米顆粒催化劑催化性能好，抗水性能好，穩(wěn)定性達72h以上。

技術領域

本發(fā)明屬于大氣污染控制技術和催化劑制備領域，涉及一種過渡金屬催化劑的制備方法及該催化劑在揮發(fā)性有機污染物脫除中的應用。

背景技術

催化劑作為催化氧化技術的核心，在催化氧化去除揮發(fā)性有機物（VOCs）方面具有重要的作用。目前，在VOCs的氧化過程中，所使用的催化劑主要有貴金屬基催化劑和過渡金屬基催化劑。但是，貴金屬基催化劑存在價格昂貴、抗燒結性差、抗水性不強等問題。而過渡金屬基催化劑穩(wěn)定性好、抗水抗毒性強，但存在反應溫度高，活性低等問題。在此背景下，開發(fā)新型低溫、高活性的過渡金屬基催化氧化技術對于有效控制VOCs污染具有重要的意義。

CeO₂作為一種過渡金屬氧化物，具有價格低廉、性能穩(wěn)定以及很好的儲存-釋放氧的功能。有研究報道，利用模板法可制備出具有三維有序大孔結構的材料（3DOM），但三維大孔結構材料不僅活性不夠好，還存在穩(wěn)定性差的現(xiàn)象。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種催化活性高、穩(wěn)定性好的CeO₂納米顆粒催化劑及其制備方法和應用。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案為：

一種CeO₂納米顆粒催化劑，其制備方法包括以下步驟：

將鈰鹽，溶劑和聚乙二醇混合，攪拌混合均勻后得到透明溶液；加入模板，浸漬、抽濾、干燥、煅燒得到CeO₂納米顆粒催化劑；其中，鈰鹽、溶劑和聚乙二醇的質量比為1~10：1~4：1。

優(yōu)選的，模板的制備方法為：將甲基丙烯酸甲酯或者苯乙烯與表面活性劑、過硫酸鹽溶于水中，加熱、攪拌得到乳白色液體；經過離心、洗滌、干燥得到PMMA或者PS模板。

優(yōu)選的，所述甲基丙烯酸甲酯或者苯乙烯與表面活性劑的質量比為100~600：1，所述過硫酸鹽為過硫酸鉀或者過硫酸鈉，其添加量為表面活性劑質量的1~10 %。

優(yōu)選的，所述甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯與表面活性劑的質量比為500:3。

此比例下制備的模板的質量最佳。

優(yōu)選的，所述加熱溫度為30~90℃；加熱時間為1~8 h。

此溫度范圍適中，加熱時間較為合適。

進一步優(yōu)選的，加熱溫度為60~80℃；加熱時間為3~4 h。

此溫度條件下制備耗時較短，加熱溫度適中，制備所得的模板均勻，尺寸合適，后續(xù)制備的催化劑的活性最優(yōu)。

優(yōu)選的，所述模板的粒徑為200～500nm，優(yōu)選的，粒徑為250～350nm。

此模板粒徑范圍粒徑適中，利于制備過程中前驅體溶液的進入。

優(yōu)選的，所述攪拌的速度為80~700rpm，攪拌時間為1~24h。

進一步優(yōu)選的，所述攪拌的速度為700rpm，攪拌時間為4h。