本发明专利技术公开了一种消除空气中苯系挥发性有机物的NiMn复合氧化物催化剂及其制备方法，所述催化剂的活性组分为NiMn尖晶石氧化物。本发明专利技术所述催化剂具有以下优点：以非贵金属Ni和Mn形成的尖晶石复合氧化物为活性组分，大幅度降低了催化剂成本；催化剂的尖晶石物相，为苯系挥发性有机物反应物分子的催化燃烧反应提供了活性物种NiMn2O4，具有良好的低温苯系挥发性有机物催化燃烧活性。本发明专利技术将Ni和Mn盐通过沉淀法结合氧化法制得以尖晶石为主要活性组分的NiMn复合氧化物催化剂，该方法工艺简单，条件温和易控，重复性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种苯系挥发性有机物催化燃烧催化剂，具体涉及一种消除空气中苯 系挥发性有机物的NiMn复合氧化物催化剂及其制备方法。
技术介绍
在人类生存环境日益恶化的今天，环境污染受到了高度重视，大气环境作为人类 重要的生存环境之一，其污染状况同样受到高度重视。挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，VOCs)是大气污染的重要组成部分，VOCs种类繁多，成分复杂，对人体健康和环 境有极大的危害，这些VOCs中苯系挥发性有机物（如，苯、甲苯、二甲苯等）的危害更为突 出。苯系挥发性有机物主要来源于石油化工工业废气，是钢铁制造、半导体元器件生产、石 油化工、制药、印刷、制鞋、喷漆等行业最常见的排放污染物。由于苯系挥发性有机物具有易 挥发的特点，室内装饰材料多用甲苯、二甲苯代替纯苯作为各种胶、油漆、涂料等材料的溶 剂或稀释剂，因此，室内装修也是重要的苯系污染物来源。苯系挥发性有机物对人体有致突 变、致畸和致癌的"三致"危害，已引起了世界各国的高度重视，国际卫生组织已经把苯系挥 发性有机物确定为强烈致癌物质。世界许多国家制定了苯系挥发性有机物的大气质量标 准，如欧盟从2000年12月1日开始执行大气中苯的年均浓度限值为5 μ g/m3,到2006年1 月1日起为1 μ g/m3。世界卫生组织（WHO)规定大气中甲苯日平均接触浓度限值为8. 21 μ g/ m3。苯系挥发性有机物还与大气光化学烟雾、气溶胶的形成有着密切联系，能够生成毒性更 大的光化学烟雾。 对于苯系挥发性有机物的处理方法通常可分为两大类：一类是非破坏性技术即 回收法；一类是破坏性技术，即通过化学或生物的技术使苯系挥发性有机物转化为二氧 化碳、水以及氯化氢等无毒或毒性小的无机物，此类方法包括直接燃烧、催化燃烧、生物降 解、等离子体氧化、光催化氧化法等常见技术。其中，催化燃烧可以在远低于直接燃烧温度 (>500°C )条件下处理低浓度的苯系挥发性有机物气体，具有净化效率高、无二次污染、能 耗低的特点，是处理苯系挥发性有机物应用最有效的处理方法之一。国内外研究者对催化 燃烧催化剂进行了大量相关研究，且大气中苯系挥发性有机物的净化处理技术已成为环境 催化领域的一个研究热点，而相关研究的核心问题仍是催化材料的设计和开发的问题。目 前，所用的苯系挥发性有机物催化燃烧催化剂主要有贵金属催化剂，包括含Pt、Pd、Ru和Au 等，由于其活性高、选择性好、使用寿命长，并且还具有良好的抗毒性能等优点，引起了研究 者的极大兴趣。贵金属催化剂虽然具有很多优点，但由于其价格昂贵而限制了贵金属催化 剂在苯系挥发性有机物消除中的应用。因此，近年来价格低廉的过渡金属氧化物催化剂引 起了人们的广泛兴趣。对于过渡金属氧化物催化剂的研究发现，混合氧化物催化剂表现出 优越的催化活性和稳定性，甚至可以达到贵金属催化剂的催化效果，而价格上又存在很大 的优势，并且容易得到，因此具有广阔的应用前景。 过渡金属氧化物作为一类重要的功能材料受到各领域广泛关注，在催化领域，将 复合氧化物材料用作催化剂，比单组分催化剂具有更高的催化性能。但常规方法制得的金 属氧化物存在活性组分含量低、结构致密等缺陷，这大幅度限制了其催化性能的发挥。因 此，采用合适的方法制得具有高活性催化剂，也是科研工作者们的研究工作重心之一。开展 复合氧化物催化剂制备与苯系挥发性有机物催化消除性能的研究，不仅对氧化物的制备和 应用具有重要的应用价值和科学意义，对苯系挥发性有机物的催化消除和大气环境保护也 具有重要的意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种消除空气中苯系挥发性有机物的NiMn复 合氧化物催化剂，该催化剂成本低廉且具有良好的低温苯系挥发性有机物催化燃烧活性； 本专利技术还提供了上述催化剂的制备方法。 本专利技术采取的技术方案如下： 消除空气中苯系挥发性有机物的NiMn复合氧化物催化剂，所述催化剂的活性组 分为NiMn尖晶石氧化物。 上述催化剂的制备方法，包括以下步骤： 首先按锰和镍的摩尔比为1:0. 5~2的比例将镍盐和锰盐配制成混合溶液，然后 用碱性溶液将混合溶液PH值调至碱性，再加入氧化剂氧化Mn离子或/和Ni离子，搅拌， 25~30°C沉淀，过滤，洗涤至中性，干燥，350~450°C条件下焙烧2~4h，即得NiMn复合氧 化物催化剂。 优选的，所述镍盐为硝酸镍，所述锰盐为硝酸锰。 优选的，所述锰和镍的摩尔比为1:1。 优选的，用NaOH溶液将pH值调至9。 优选的，所述氧化剂为 H2O2、K2S2O8S (NH4)2S2O813 优选的，加入氧化剂后搅拌2h，然后沉淀IOh以上。 优选的，干燥温度为100°C，干燥时间为24~48h。 优选的，焙烧温度为400 °C。 本专利技术的有益效果在于： 1)以非贵金属Ni和Mn形成的尖晶石复合氧化物为活性组分，大幅度降低了催化 剂成本； 2)本专利技术的NiMn复合氧化物催化剂的尖晶石物相，为苯系挥发性有机物反应物 分子的催化燃烧反应提供了活性物种NiMn 2O4，因此，本专利技术的NiMn复合氧化物催化剂在高 的反应空速（66, OOOmL · h 1 · g ^、低的反应温度（<180°C )下表现出良好的苯系挥发性有 机物催化燃烧活性，具有良好的低温苯系挥发性有机物催化燃烧活性； 3)本专利技术将Ni和Mn盐通过沉淀法结合氧化法制得以尖晶石为主要活性组分的 NiMn复合氧化物催化剂，该方法工艺简单，条件温和易控，重复性好。经氧化处理后制得的 NiMn复合氧化物催化剂的低温可还原性能增强，由此表明，相应催化剂具有更丰富的表面 活性氧含量，能为苯系挥发性有机物的催化燃烧反应提供更多的活性氧物种。【附图说明】 为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图： 图1不同焙烧温度下制得的NiMn复合氧化物催化剂XRD谱图； 图2不同Ni/Mn摩尔比制得的NiMn复合氧化物催化剂XRD谱图； 图3 H2程序升温还原（H 2-TPR)曲线，NM-NO表示未经氧化处理的NiMn复合氧化 物催化剂；NM-HP表示经H2O 2氧化处理制得的NiMn复合氧化物催化剂。【具体实施方式】 下面对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方 法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。 消除空气中苯系挥发性有机物的NiMn复合氧化物催化剂，所述催化剂的活性组 分为NiMn尖晶石氧化物，所述催化剂的制备方法步骤如下： 首先按锰和镍的摩尔比为1:0. 5~2的比例将硝酸镍和硝酸锰配制成混合溶液， 然后用NaOH溶液将pH值调至9,加入氧化剂氧化体系中Mn离子或/和Ni离子，搅拌2h， 室温沉淀IOh以上，过滤，去离子水洗涤至中性，100°C干燥24~48h，350~450°C条件下焙 烧2当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
消除空气中苯系挥发性有机物的NiMn复合氧化物催化剂，其特征在于，所述催化剂的活性组分为NiMn尖晶石氧化物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢红梅，余涛，杜琴香，周桂林，
申请(专利权)人：重庆工商大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85
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