一种负载型复合氧化物催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于催化燃烧环境保护技术领域，涉及一种负载型复合氧化物催化剂及其制备方法和应用。该催化剂以锰铈锆复合氧化物为活性组分，堇青石为载体，其中活性组分中Mn、Ce、Zr的摩尔比为(4～6)：1：(0.8～1.2)，活性组分的质量负载量为20～40％，以可溶性锰盐、铈盐和锆盐为原料，以弱碱为沉淀剂，经沉积

【技术实现步骤摘要】
一种负载型复合氧化物催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于催化燃烧环境保护
，涉及一种负载型复合氧化物催化剂及其制备方法以及在含氯挥发性有机物低温催化燃烧中的应用。

技术介绍

[0002]含氯挥发性有机物(CVOCs)主要包括氯代芳香烃(如氯苯、二氯苯等)和氯代非芳香烃(如二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烯等)。CVOCs具有良好的化学和热稳定性，自然环境下很难降解，可造成持久性污染。此外，CVOCs还可通过系列光化学反应生成O3、PM
2.5
等二次污染物造成复合型大气污染。
[0003]工业上CVOCs有着广泛的应用，一方面它们可直接用作溶剂、清洁剂、脱脂剂、化学萃取剂，也可用作油漆、油墨以及粘合剂的添加剂；另一方面它们还是药物、农药以及聚合物合成的重要前体原料。使用过程中它们可通过挥发、泄漏或直接排放等形式造成大气污染。
[0004]催化燃烧技术借助催化剂的作用能够实现较低温度范围内CVOCs的无焰燃烧，生成可排放的CO2、H2O和HCl，是一种高效、节能、环保的废气治理技术，因而高催化活性、高抗中毒且具有一定机械强度的催化剂一直是该领域科研工作者的研究焦点。工业上，催化燃烧用催化剂一般是由活性组分和载体两大部分构成，其中活性组分是催化燃烧效能的主要承担者，以贵金属和复合氧化物为主。贵金属资源稀缺，价格高昂，与氯物种间存在强烈的相互作用，极易导致催化剂活性下降，表现为氯中毒现象，因而贵金属催化剂较少应用于CVOCs的催化燃烧。相比之下复合金属氧化物要“物美价廉”的多，得益于拥有更高的活性表面积以及便于掺杂改性的特性，复合金属氧化物可以表现出更好的催化活性和抗氯中毒能力。此外，为增强催化剂机械强度，满足工业化应用需求，活性组分通常负载于载体上使用，常用的载体主要有Al2O3、TiO2、SiO2、分子筛以及堇青石。载体的使用除了起机械承载作用外，还有助于催化剂表面积、热稳定性以及活性组分分散度的提高等。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足而提供一种高催化活性、高抗氯中毒性能的负载型复合氧化物催化剂，本专利技术的另一目的是提供催化剂的制备方法，本专利技术还有一个目的是提供上述催化剂的应用，具体是指负载于堇青石载体的Mn
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Ce
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Zr三元复合氧化物催化剂及其制备方法以及在含氯挥发性有机物低温催化燃烧中的应用。
[0006]本专利技术的技术方案为：一种负载型复合氧化物催化剂，其特征在于以锰铈锆复合氧化物为活性组分，堇青石为载体，其中活性组分中Mn、Ce、Zr的摩尔比为(4～6)：1：(0.8～1.2)，活性组分的质量负载量为20～40％。
[0007]本专利技术还提供了一种制备上述的负载型复合氧化物催化剂的方法，其特征在于以可溶性锰盐、铈盐和锆盐为原料，以弱碱为沉淀剂，经沉积
‑
沉淀法负载于堇青石载体，其具体步骤如下：将三种可溶性金属盐溶解于水中，同时加入堇青石，缓慢滴加弱碱溶液至溶液
呈碱性，沉淀物静置老化后经过滤、洗涤、干燥，再于高温下焙烧制得负载型复合氧化物催化剂。
[0008]优选上述的可溶性锰盐、铈盐和锆盐为含金属的硝酸盐或乙酸盐。
[0009]优选所述的弱碱为氨水、碳酸氢钠或碳酸钠的水溶液，浓度为0.5～1.5mol/L。
[0010]优选所述的碱性为pH至8
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10。
[0011]优选所述的焙烧的温度为500～600℃，焙烧的时间为3～6h。
[0012]本专利技术还提供了上述的催化燃烧用催化剂在含氯挥发性有机物低温催化燃烧中的应用。
[0013]优选上述的含氯挥发性有机物为氯苯、二氯苯、三氯乙烯、二氯乙烷、二氯甲烷或一氯甲烷。
[0014]有益效果：
[0015]本专利技术的负载型复合氧化物催化剂对多种含氯挥发性有机物的低温催化燃烧具有良好的催化活性和抗氯中毒能力，燃烧产物主要是二氧化碳和氯化氢，无多氯代副产物形成，同时制备工艺简单、成本低，具有净化工业废气的广阔前景。
具体实施方式
[0016]下面结合具体实施例对本专利技术中的负载型催化剂作进一步说明。应理解，本专利技术的保护范围并不仅限于以下实施例：
[0017]实施例1
[0018]将6.30g50％Mn(NO3)2水溶液、1.91gCe(NO3)3·
6H2O、1.02gZrO(NO3)2·
xH2O溶解于150mL去离子水中，搅拌均匀后加入10g堇青石载体，剧烈搅拌1h后缓慢滴加1mol/L氨水溶液，滴加至混悬液的pH达到9后于室温下静置老化12h，再经过滤、洗涤后于110℃下干燥6h，最后于550℃下焙烧4h制得堇青石负载型复合氧化物催化剂。该催化剂中Mn、Ce、Zr的摩尔比为4：1：1，负载量为20％。
[0019]实施例2
[0020]以实施例1相同的操作，不同之处在于：将4.72g50％Mn(NO3)2水溶液、1.91gCe(NO3)3·
6H2O、1.02gZrO(NO3)2·
xH2O溶解于150mL去离子水中。该催化剂中Mn、Ce、Zr的摩尔比为3：1：1，负载量为20％。
[0021]实施例3
[0022]以实施例1相同的操作，不同之处在于：将9.45g50％Mn(NO3)2水溶液、1.91gCe(NO3)3·
6H2O、1.02gZrO(NO3)2·
xH2O溶解于150mL去离子水中。该催化剂中Mn、Ce、Zr的摩尔比为6：1：1，负载量为20％。
[0023]实施例4
[0024]以实施例1相同的操作，不同之处在于：将6.30g50％Mn(NO3)2水溶液、1.91gCe(NO3)3·
6H2O、0.51gZrO(NO3)2·
xH2O溶解于150mL去离子水中。该催化剂中Mn、Ce、Zr的摩尔比为4：1：0.8，负载量为20％。
[0025]实施例5
[0026]以实施例1相同的操作，不同之处在于：将9.45g50％Mn(NO3)2水溶液、2.87gCe(NO3)3·
6H2O、1.53gZrO(NO3)2·
xH2O溶解于150mL去离子水中。该催化剂中Mn、Ce、Zr的摩尔
比为4：1：1，负载量为30％。
[0027]实施例6
[0028]以实施例1相同的操作，不同之处在于：将12.74g50％Mn(NO3)2水溶液、3.86gCe(NO3)3·
6H2O、2.06gZrO(NO3)2·
xH2O溶解于150mL去离子水中。该催化剂中Mn、Ce、Zr的摩尔比为4：1：1，负载量为40％。
[0029]实施例7
[0030]以实施例1相同的操作，不同之处在于：将4.15gMn(CH3COO)2、1.90gCe(CH3COO)3·
nH2O、1.96gZr(CH3COO)4溶解于150mL去离子水中。该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载型复合氧化物催化剂，其特征在于以锰铈锆复合氧化物为活性组分，堇青石为载体，其中活性组分中Mn、Ce、Zr的摩尔比为(4～6)：1：(0.8～1.2)，活性组分的质量负载量为20～40％。2.一种制备如权利要求1所述的负载型复合氧化物催化剂的方法，其特征在于以可溶性锰盐、铈盐和锆盐为原料，以弱碱为沉淀剂，经沉积
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沉淀法负载于堇青石载体，其具体步骤如下：将三种可溶性金属盐溶解于水中，同时加入堇青石，滴加弱碱溶液至溶液呈碱性，沉淀物静置老化后经过滤、洗涤、干燥，再于高温下焙烧制得负载型复合氧化物催化剂。3.根据权利要求2所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志英，朱磊，徐炎华，梁川，杨海峰，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：