[發(fā)明專利]一種三維花瓣狀γ-MnO2

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210058964.6
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114345323A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程高;黃清霞;凌偉釗;鐘遠(yuǎn)紅;孫明;余林
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;F23G7/07
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 許羽冬

本發(fā)明公開了一種三維花瓣狀γ?MnO₂催化劑和制備方法及其在催化燃燒甲苯中的應(yīng)用，涉及催化劑領(lǐng)域。包括以下制備步驟：將錳鹽和醇類有機溶劑溶解于去離子水中，通入CO₂氣體進行沉淀反應(yīng)，離心、洗滌、干燥并焙燒后得到前驅(qū)體Mn₂O₃微球；將前驅(qū)體Mn₂O₃微球和乙二胺四乙酸鈉加入去離子水中，加熱反應(yīng)完全后，離心、洗滌、干燥，得到三維花瓣狀γ?MnO₂催化劑。本申請制得的三維花瓣狀γ?MnO₂催化劑，在催化燃燒甲苯中表現(xiàn)出良好的催化燃燒性能，其制備方法簡單、重復(fù)性好，產(chǎn)物形貌均一，容易實現(xiàn)工業(yè)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑領(lǐng)域，尤其涉及一種三維花瓣狀γ-MnO₂催化劑和制備方法及其在催化燃燒甲苯中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

揮發(fā)性有機化合物(volatile organic compounds，VOCs)，主要包括脂肪烴類、芳香烴類、鹵代烴類、含氮有機化合物以及含硫有機化合物等，其中，甲苯是室內(nèi)外空氣中最典型的一種VOCs。大量VOCs排放至大氣環(huán)境中，容易導(dǎo)致光化學(xué)煙霧、臭氧層空洞，從而危害地球生態(tài)環(huán)境和人類身體健康。近年來，針對VOCs的源頭減排及尾氣凈化，受到全球各國業(yè)界的廣泛關(guān)注。

在各種VOCs的治理技術(shù)中，催化燃燒法作為一種高效的尾氣凈化技術(shù)，目前愈發(fā)受到我國環(huán)保部門及相關(guān)行業(yè)的重視，其中，低成本、穩(wěn)定的催化劑是催化燃燒法的關(guān)鍵。貴金屬資源稀缺、價格昂貴，且在高溫下易燒結(jié)，難以滿足進一步的工業(yè)化應(yīng)用。過渡金屬氧化物(Fe₂O₃、Co₃O₄和MnO₂等等)因其具有成本低、熱穩(wěn)定性好、氧化還原能力強等特點，在催化燃燒VOCs中展現(xiàn)出良好的催化性能，目前受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。

MnO₂作為一種VOCs燃燒催化劑，其良好的催化活性及穩(wěn)定性引起了廣大科研工作者的關(guān)注。MnO₂具有多種晶型，包括δ、α、γ和β等等，其中，具有豐富結(jié)構(gòu)缺陷的γ-MnO₂被認(rèn)為是一種催化燃燒VOCs性能良好的材料。三維結(jié)構(gòu)的納米材料(海膽狀、球狀和花狀等等)，因其表面具有較多的活性位以及在高溫下不易發(fā)生燒結(jié)等優(yōu)點，在催化燃燒VOCs中表現(xiàn)出較高的活性與穩(wěn)定性。因此，制備具有三維花瓣狀結(jié)構(gòu)的γ-MnO₂納米材料，有望進一步提高MnO₂的催化燃燒VOCs性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種三維花瓣狀γ-MnO₂催化劑和制備方法及其在催化燃燒甲苯中的應(yīng)用，通過歧化反應(yīng)制備三維花瓣狀γ-MnO₂催化劑，制備步驟簡單，重復(fù)性好，產(chǎn)品形貌佳，可以提高MnO₂的催化燃燒VOCs性能。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明目的之一提供了一種三維花瓣狀γ-MnO₂催化劑的制備方法，包括以下步驟：

S1、將錳鹽和醇類有機溶劑溶解于去離子水中，通入CO₂氣體，接著在室溫下繼續(xù)進行沉淀反應(yīng)，將所得產(chǎn)物離心、洗滌、干燥，然后將干燥粉末在空氣氛圍中焙燒，即可得到前驅(qū)體Mn₂O₃微球；

S2、分別將前驅(qū)體Mn₂O₃微球和乙二胺四乙酸鈉加入去離子水中，攪拌均勻后加熱，待反應(yīng)完全后，將所得產(chǎn)物離心、洗滌、干燥，即可得到三維花瓣狀γ-MnO₂催化劑。