[發(fā)明專利]一種類水滑石衍生復(fù)合氧化物及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210726664.0
• 申請(qǐng)日: 2022-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115041184A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李璐;何熾;張嘉迅;李妍妍;趙宇飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/889
• 分類號(hào): B01J23/889;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/70
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發(fā)明提供了一種類水滑石衍生復(fù)合氧化物及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明類水滑石衍生復(fù)合氧化物的結(jié)構(gòu)式為：Co_3?xMn_xCu_0.1Al_0.9O₄，其中x的值在1?1.5之間。制備過(guò)程如下：將A溶液、B溶液和C溶液混合均勻，得到混合金屬鹽溶液D，其中，A溶液采用鈷鹽溶液，B溶液采用錳鹽溶液，C溶液采用銅鹽和鋁鹽的無(wú)水乙醇混合溶液；調(diào)節(jié)混合金屬鹽溶液D的pH值偏堿性，然后進(jìn)行水熱反應(yīng)、過(guò)濾、洗滌、干燥，得到前驅(qū)體；將所述前驅(qū)體于400?500℃焙燒4?6h，得到所述類水滑石衍生復(fù)合氧化物。本發(fā)明類水滑石衍生復(fù)合氧化物具有生產(chǎn)成本低廉、反應(yīng)活性較高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境功能材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種類水滑石衍生復(fù)合氧化物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大氣污染物的種類、排放量都在快速增長(zhǎng)。目前的工業(yè)企業(yè)門類眾多，不同行業(yè)、不同企業(yè)由于使用的原料、采用的工藝路線、選用的生產(chǎn)設(shè)備以及控制污染物排放的措施不同，導(dǎo)致了不同工業(yè)源的VOCs排放具有一定的特殊性，需要針對(duì)具體排放源開(kāi)展技術(shù)工藝路線的開(kāi)發(fā)。

各類工業(yè)導(dǎo)致的VOCs大氣污染中，毒性強(qiáng)、處理難度大且為劇毒二噁英(PCDDs)類污染物的前驅(qū)化合物之一的CVOCs處理尤為重要。CVOCs的治理技術(shù)包含物理方法和化學(xué)方法，其中物理方法是采用非破壞性方法將CVOCs回收(物理吸附、冷凝法、膜分離等)，化學(xué)方法是采用破壞性方法將其氧化分解為無(wú)毒或低毒物質(zhì)(直接燃燒、催化燃燒、生物降解等)。

在各類處理處置技術(shù)中，催化氧化法因具有起燃溫度低、反應(yīng)活性高、選擇性可控、可直接氧化至二氧化碳和水等最終產(chǎn)物等特點(diǎn)，被認(rèn)為是較為經(jīng)濟(jì)可靠的VOCs處置方法，其技術(shù)關(guān)鍵在于各類催化劑的選擇和設(shè)計(jì)。

當(dāng)前，包括貴金屬、分子篩、金屬氧化物等在內(nèi)的催化劑體系均有一定的研究和應(yīng)用價(jià)值，其中貴金屬催化劑無(wú)疑是公認(rèn)催化效率最高的類型之一，但在處理CVOCs過(guò)程中，高毒副產(chǎn)物一直是限制其應(yīng)用的瓶頸，且其價(jià)格昂貴，易燒結(jié)，經(jīng)濟(jì)性差。分子篩具有大比表面積、孔徑可調(diào)、豐富的酸性位點(diǎn)等特點(diǎn)，但是存在氧化能力不足，容易發(fā)生炭沉積和氯中毒，從而導(dǎo)致材料失活和結(jié)構(gòu)破壞。金屬氧化物催化劑價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)多樣且有更好的熱穩(wěn)定性和抗氯性，但與貴金屬催化劑相比催化活性低，同時(shí)也存在易失活等問(wèn)題。因此亟需一種催化效果好且高穩(wěn)定性的CVOCs處理催化材料。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種類水滑石衍生復(fù)合氧化物及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明類水滑石衍生復(fù)合氧化物具有生產(chǎn)成本低廉、反應(yīng)活性較高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種類水滑石衍生復(fù)合氧化物，該類水滑石衍生復(fù)合氧化物的結(jié)構(gòu)式為：

Co_3-xMn_xCu_0.1Al_0.9O₃，其中x的值在1-2之間。

本發(fā)明如上所述類水滑石衍生復(fù)合氧化物的制備方法，包括如下過(guò)程：

將A溶液、B溶液和C溶液混合均勻，得到混合金屬鹽溶液D，其中，A溶液采用鈷鹽溶液，B溶液采用錳鹽溶液，C溶液采用銅鹽和鋁鹽的無(wú)水乙醇混合溶液；

調(diào)節(jié)混合金屬鹽溶液D的pH值偏堿性，然后進(jìn)行水熱反應(yīng)、過(guò)濾、洗滌、干燥，得到前驅(qū)體；

將所述前驅(qū)體于400-500℃焙燒4-6h，得到所述類水滑石衍生復(fù)合氧化物。

優(yōu)選的，所述鈷鹽溶液中，鈷含量為0.2-1.0mol/L；錳鹽溶液中，錳含量為0.2-1mol/L；C溶液中，銅與鋁含量為0.2-1.0mol/L，鋁含量為0.2-1.0mol/L。