本发明专利技术为一种治理“三苯”废气的铜锰基催化燃烧催化剂及其制备方法。本发明专利技术选用铜锰复合氧化物为活性组分通过浸渍法负载于复合载体上得到负载型的非贵金属复合氧化物催化剂。催化剂通式为Ｃｕａ（Ｍｎ）ｂＯ４／Ａ，其中ａ为０－１，ｂ为０－２。所述催化剂中Ａ为复合载体，Ｃｕａ（Ｍｎ）ｂＯ４为活性组分。所述的复合载体组成按重量百分比为：传统载体２０－８０％，ＣｅＯ２（或ＺｒＯ２）５－４０％。所述活性组分按重量百分比为：ＣｕＯ？５－４０％、ＭｎＯ２５－４０％。本发明专利技术采用已成型的载体浸渍，省去了催化剂成型工艺，工艺简单，成本降低。同时复合载体中添加一些稀土储氧组分，可大大降低有机物燃烧反应温度，提高催化低温活性，还可大幅度延长催化寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于治理"三苯"废气的催化剂，特别是涉及负载型铜锰复合氧化物催化燃烧催化剂及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着涂装行业、制鞋业、精细化工、石油化工、印刷以及机械制造等行业的 迅速发展，粘结剂和油漆等应用越来越广泛。据了解，目前中国数万家制鞋厂采用冷粘技术 制鞋，每年使用含有三苯(苯、甲苯、二甲苯)，乙酸乙酯，乙酸丁酯，环己烷，环己酮等各类 胶粘剂IO多万吨。高挥发的苯类有机化学毒物从胶粘剂中挥发出来，经呼吸道进入人体， 危害工人的人体健康，使得工人患了再生障碍性贫血或白血病。鉴于"三苯"对人类带来切 身的危害，我国在1997年1月1日开始实施的《中华人民共和国国家标准大气污染物综合 排放标准》(GB 16297-1996)中规定废气苯的最高允许排放浓度为12mg/m3，甲苯的浓度为 40mg/m 二甲苯的浓度为70mg/m3。苯类化合物已经被世界卫生组织定为强致癌物质。然 而目前由于受生产技术水平限制，许多行业在生产过程中仍不可避免地向环境排放或泄漏 各种不同浓度的"三苯"有机废气，尤其到了 20世纪90年代后有机废气的污染尚未得到有 效控制，且污染恶果日益严重。在"三苯"废气污染的处理中，苯废气由于其特定的稳定结 构成为难处理的化合物，苯废气的污染引起社会公众的普遍关注，其治理迫在眉睫。 低温催化燃烧是一门新型处理废气的技术，也是消除挥发性有机化合物的一个可 选择路线。它在更低的温度(< 500°C )，污染物在更低的浓度(< 1% )下完全氧化。值 得注目的是它能够节约能源，减少氯化物，氮氧化物等有害气体的生成，因而低温催化燃烧 技术受到环保领域和催化领域的青睐。目前国内外对含"三苯"废气催化燃烧法治理中， 大多数采用贵金属催化剂Q-H. Xiai等(Catalysis Today 68(2001)255-262)研究的Pt/ MCM-41催化剂对甲苯的燃烧具有很高的催化活性，甲苯的完全转化温度T1Q。为150°C ，苯的 T咖为220。C。 Salvador等(Applied Catalysis B-Environmental 38(2002) 139—149)研 究的Pt/ y-A1203催化剂，苯和甲苯的完全转化温度T100分别为155-160。C和180-190°C。 J.M. Padilla等(Catal. Today (2008) 133-135)研究的催化剂Pd/y-Al203_Ce中稀土的添 加利于苯的氧化，苯的完全氧化温度T，为28(TC。然而由于贵金属资源的缺乏和其昂贵 的成本在我国大规模应用于"三苯"废气的处理有很大难度，因而越来越多的研究转向于低 成本的过渡金属氧化物催化剂。例如束俊等(催化学报(1989)第10巻第3期)研究的 Cu-Mn-0/Al203催化剂，甲苯的完全转化温度T100为300°C 。 W. B. Li等(Catalysis Today 93-95(2004)205-20)中采用反相微乳法制备了 Cu-Mn催化剂，在22(TC达到了甲苯的完全 氧化。目前报道的过渡金属氧化物催化剂大多数采用共沉淀法或其它制备方法，制得的催 化剂催化燃烧反应温度高，低温活性差，催化剂寿命差，并且制备的催化剂需要成型等一系 列问题。目前随着汽车尾气催化剂的迅速崛起和储氧材料的兴起，对催化氧化反应起了很 大的推动作用。对传统载体进行改性，掺入储氧组分的复合载体逐步成为催化燃烧催化剂最有应用前景的载体，目前采用复合载体负载贵金属催化剂的研究逐步成为催化燃烧领域 的新方向，然而负载非贵金属氧化物的催化剂研究较少，并且应用于"三苯"废气的治理的 相关研究更少。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低温活性更高，寿命更长，而且不需要成型处理，制备工 艺简单的负载型非贵金属复合氧化物催化剂。本专利技术的另一个目的是提供一种上述催化剂 的制备方法。 本专利技术设计了一种负载于复合载体上的Cu-Mn-O双组分催化剂，其通式为Cua(Mn) bO"A，其中a为0-l， b为0-2。该催化剂的活性组分为CUa(Mn)b(V A为复合载体。所述的 复合载体组成按重量百分比为传统载体20-80 % ， Ce02 (或Zr02) 5_40 % 。所述活性组分按 重量百分比为CuO 5-40%、Mn0x5-40%。 本专利技术提供一种上述催化剂的制备方法，该方法包括以下几个步骤 (a)复合载体A的制备 按Ce0j或Zr0》的重量百分比为5_40 % ，取可溶性盐制成盐溶液，加入载 体5-100g室温浸渍2-10h，40-80。C加热浸渍2-10h，在100-120°C空气中干燥3_8h，在 300-65(TC空气中焙烧3-8h，焙烧制得含Ce02 (或Zr02)的复合载体。 (b)负载型铜锰基催化剂的制备 按CuO的重量百分比5-40%， Mn02的重量百分比5_40% ，分别称取可溶性的盐， 加水制成盐溶液，加入前一步所制备的复合载体5-100g室温浸渍2-10h，40-8(TC加热浸渍 2-10h，在100-120。C空气中干燥3-8h，在300-650。C空气中焙烧3-8h，焙烧制得含Cu-Mn-O 双组分的负载型铜锰基复合氧化物催化剂。 其中载体的选用可以为Y_A1203， Si02， 1102，沸石、分子筛中的一种或两种，其中 已成型具有大的比表面积的载体效果更好。活性组分的盐类可以选自硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐等。 本专利技术由于采用已成型的载体通过浸渍法制备催化剂，省去了催化剂成型的工 艺，使工艺简单，成本降低。同时采用复合载体，利于在载体表面形成活性氧物种，提高载体 表面氧的活动性，利于提高活性组分的分散度，提高活性中心位的分散与利用率，进而提高 催化剂的低温催化活性，大幅度提高了催化剂的寿命。附图说明 图l催化剂活性评价实验装置，图中各部件l氮气 2空气 3三通阀 4， 6流量计 5苯蒸汽饱和器 7混合器 8反应管 9FID 活性测试条件空速20000h—1 ;有机物入口浓度苯1% 4%、甲苯1% 3%、二 甲苯1% 4%具体实施例方式实施例1 :制备8% CuMn204/6% Ce02/Al203 (a) 6% Ce02/Al203复合载体的制备 按硝酸铈的浸渍液浓度C为0. 2147g/ml，取8. 6g硝酸铈加入40ml去离子水充分 溶解制得盐溶液，将干燥的球形氧化铝浸入，在室温浸渍2h后，在5(TC水浴中浸渍3h取出， 在10(TC烘箱中干燥5h，然后在55(TC马弗炉中焙烧5h，得到含6X Ce02的复合载体。催化 剂活性测试结果在反应温度200 55(TC，苯的转化率达到20% 70%，甲苯的转化率达 到20% 70%，二甲苯的转化率达到20% 70%。 (b) 8 % CuMn204/6 % Ce02/Al203催化剂的制备 按铜锰复合氧化物的浸渍液浓度C为0. 0007mol/ml，取5g硝酸铜，取10ml硝酸锰 溶液，加入20ml去离子水充分溶解制得盐溶液，将(a)步制备的复合载体浸入盐溶液，在室 温浸渍2h后，50°C水浴中浸渍3h取出，在IO(TC烘箱中干燥5h，然后在550°C马弗炉中焙 烧5h，得到8% CuMn204/本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种治理“三苯”废气的负载型铜锰基催化燃烧催化剂，其特征在于其通式为Ｃｕ↓［ａ］（Ｍｎ）↓［ｂ］Ｏ↓［４］／Ａ，其中ａ为０－１，ｂ为０－２，活性组分为Ｃｕ↓［ａ］（Ｍｎ）↓［ｂ］Ｏ↓［４］，Ａ为复合载体。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋毅，李吉花，王娟芸，陈君和，张小霞，张志强，王奂祎，
申请(专利权)人：中国科学院成都有机化学有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]
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