【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂，具体涉及一种具有强si-o-mn键和mn-o-pt键的pt(k)-mn2o3/sio2催化剂其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着全球工业的迅猛发展，现代化工业的环境问题趋于复杂化，在原有工业发展带来的遗留问题基础上，新兴工业引发的环境问题加深了环境污染现状，全球范围内的大气污染问题越发严重。有害气体的大量排放不仅对人类的健康和生物的生存产生巨大的危害，而且对人类赖以生存的生态环境构成巨大威胁。挥发性有机化合物(vocs)是一类主要的环境污染物，被视为是紧随粉尘之后的第二类含量巨大且覆盖面积大的大气污染物，主要包括非甲烷碳氢化合物、含氧有机物(ovocs)、卤代烃、含氮有机化合物和含硫有机化合物等，主要来源于各种工业企业的废气排放。vocs具有排放量大、范围广、毒性强、易于挥发、难于预防和控制等特点。其中，ovocs具有较高的反应活性，容易参与大气光化学反应，具有种类极多、性质不一、难于收集、难于治理的特点，对ovocs等vocs的治理是目前大气污染治理的前沿问题之一。丙酮是主要ovoc之一，其对臭氧和二次气溶胶的形成具有很高的反应性，对人体健康和大气环境有害。在工业企业实际处理中，通常采用催化氧化技术，这主要是由于该技术具有简单、高效、低温、较少副产物等特点。而发展高效催化剂是催化氧化技术的主要任务之一，具有一定的挑战性。
2、中国专利申请文件cn108816272a公开了一种包含了气相沉积法的微孔分子筛负载铁锰二组分催化剂制备方法，以及使用该微孔分子筛负载铁锰二组分催化剂催化氧化降解丙酮的方
3、中国专利申请文件cn106669660a公开了一种用于丙酮氧化的分级结构mnox/tio2纳米纤维催化剂及其制备方法，所述分级结构的mnox/tio2纳米纤维催化剂，包括初级结构和次级结构。所述初级结构为通过静电纺丝法得到的二氧化钛纳米纤维，所述次级结构为经水热法在初级结构上进行晶体生长得到的氧化锰纳米针。所述具有分级结构的mnox/tio2纳米纤维催化剂的制备方法，采用静电纺丝-水热合成方法制备出mnox/tio2纳米纤维，具有较大的比表面积和较高的表面能，可以应用于vocs的催化氧化反应，尤其是用于工业尾气中排放的丙酮。但该催化剂所需反应温度较高。
4、中国专利申请文件cn114570432a公开了一种丙酮氧化催化剂，包括金属骨架材料mofs和金属纳米颗粒nmps，所述金属有机骨架材料mofs包裹所述金属纳米颗粒nmps，所述金属有机骨架材料mofs为载体，金属纳米颗粒nmps为催化氧化活性中心。实现了低温条件下对丙酮的连续氧化处理。但制备过程污染严重、金属有机骨架易被破坏、催化剂稳定性较差。
5、因此，如何提供一种反应温度低、高效且稳定的vocs催化剂是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的首要目的在于针对现有催化剂的缺点与不足，提供一种具有强si-o-mn键和mn-o-pt键的pt(k)-mn2o3/sio2(pt-mn/ks-xca)催化剂及其制备方法。
2、本专利技术的另一目的在于提供上述pt(k)-mn2o3/sio2催化剂的应用。
3、本专利技术的一个目的通过以下技术方案实现：
4、一种具有强si-o-mn键和mn-o-pt键的pt(k)-mn2o3/sio2催化剂的制备方法，包括以下步骤：
5、(1)将介孔sio2分散在水中得到a溶液；
6、(2)将锰盐溶液与柠檬酸(ca)溶液混合，搅拌老化，得到b溶液；
7、(3)将a溶液与b溶液混合，搅拌后旋蒸、干燥，再经第一次煅烧得mn2o3/sio2载体；
8、(4)将步骤(3)所得mn2o3/sio2载体、pt纳米颗粒和钾盐分散于水中，搅拌，随后旋蒸、干燥，经第二次煅烧得pt(k)-mn2o3/sio2催化剂。
9、作为优选，所述锰盐为硝酸锰、硫酸锰、氯化锰以及它们任意形式的水合物中的一种，或者几种以任意比例混合。
10、作为优选，所述钾盐为硝酸钾、硫酸钾、氯化钾、硅酸钾以及它们任意形式的水合物中的一种，或者几种以任意比例混合。
11、作为优选，所述pt(k)-mn2o3/sio2催化剂中含有mn2o3纳米颗粒，其平均粒径为1.5-8.0nm，进一步优选为1.5-6.0nm。
12、作为优选，所述锰盐与柠檬酸的摩尔比为1:15-1:1；进一步优选，所述锰盐与柠檬酸的摩尔比为1:9-1:3；再进一步优选，所述锰盐与柠檬酸的摩尔比为1:6。
13、作为优选，步骤(2)的搅拌老化时间为1-4h，步骤(3)的搅拌时间为4-8h，步骤(4)的搅拌时间1-5h。
14、作为优选，所述旋蒸温度设置在40-80℃；进一步优选，所述旋蒸温度设置在50-70℃。
15、作为优选，步骤(3)所述干燥温度设置在60-100℃，干燥时间为4-8h。可列举为在烘箱中干燥。
16、作为优选，步骤(4)所述干燥温度设置在40-100℃，干燥时间为4-8h。可列举为在真空干燥。
17、作为优选，所述pt的负载量为0.1-0.8wt.％，k的负载量为0.05-0.6wt.％，mn的负载量为2-8wt.％。
18、作为优选，所述pt的负载量为0.2-0.6wt.％，k的负载量为0.1-0.4wt.％，mn的负载量为3-6wt.％。
19、进一步优选，所述pt的负载量为0.3-0.4wt.％，k的负载量为0.2-0.3wt.％，mn的负载量为4-5wt.％。
20、mn的负载量是指添加的锰盐中含有的mn原子的质量与a溶液中介孔sio2的质量比，pt或k的负载量是指添加的钾盐中含有的k原子的质量或pt纳米颗粒的质量与mn2o3/sio2载体的质量比。
21、作为优选，第一次煅烧温度为200-500℃，时间为3-6h。
22、进一步优选，第一次煅烧温度为300-400℃，时间为4-6h。
23、作为优选，第二次煅烧温度为200-400℃，时间为1-3h。
24、进一步优选，第二次煅烧温度为200-300℃，时间为2-3h。
25、作为优选，所述煅烧升温速率为1-5℃/min。
26、介孔sio2的制备方法不做特别限制，任意可以获得介孔sio2的制备方法都在本专利技术的保护范围内。作为列举，所述介孔sio2的制备方法包括以下步骤：
27、(1)将十六烷基三甲基溴化铵溶解于水中，加入浓氨水，搅拌；
28、(2)逐滴加入正己本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有强Si-O-Mn键和Mn-O-Pt键的Pt(K)-Mn2O3/SiO2催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的Pt(K)-Mn2O3/SiO2催化剂的制备方法，其特征在于，所述锰盐为硝酸锰、硫酸锰、氯化锰以及它们任意形式的水合物中的一种，或者几种以任意比例混合。
3.根据权利要求1所述的Pt(K)-Mn2O3/SiO2催化剂的制备方法，其特征在于，所述钾盐为硝酸钾、硫酸钾、氯化钾、硅酸钾以及它们任意形式的水合物中的一种，或者几种以任意比例混合。
4.根据权利要求1所述的Pt(K)-Mn2O3/SiO2催化剂的制备方法，其特征在于，所述锰盐与柠檬酸的摩尔比为1:15-1:1。
5.根据权利要求1所述的Pt(K)-Mn2O3/SiO2催化剂的制备方法，其特征在于，所述Pt(K)-Mn2O3/SiO2催化剂中含有Mn2O3纳米颗粒，其平均粒径为1.5-8.0 nm。
6.根据权利要求1所述的Pt(K)-Mn2O3/SiO2催化剂的制备方法，其特征在于，Pt的负载量为0.1-0.8 wt
7.根据权利要求1所述的Pt(K)-Mn2O3/SiO2催化剂的制备方法，其特征在于第一次煅烧温度为200-500 ℃，时间为3-6 h。
8.根据权利要求1所述的Pt(K)-Mn2O3/SiO2催化剂的制备方法，其特征在于第二次煅烧温度为200-400℃，时间为1-3 h。
9.一种如权利要求1-6所述的方法制备的Pt(K)-Mn2O3/SiO2催化剂。
10.一种如权利要求7所述的Pt(K)-Mn2O3/SiO2催化剂在丙酮催化氧化反应中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种具有强si-o-mn键和mn-o-pt键的pt(k)-mn2o3/sio2催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的pt(k)-mn2o3/sio2催化剂的制备方法，其特征在于，所述锰盐为硝酸锰、硫酸锰、氯化锰以及它们任意形式的水合物中的一种，或者几种以任意比例混合。
3.根据权利要求1所述的pt(k)-mn2o3/sio2催化剂的制备方法，其特征在于，所述钾盐为硝酸钾、硫酸钾、氯化钾、硅酸钾以及它们任意形式的水合物中的一种，或者几种以任意比例混合。
4.根据权利要求1所述的pt(k)-mn2o3/sio2催化剂的制备方法，其特征在于，所述锰盐与柠檬酸的摩尔比为1:15-1:1。
5.根据权利要求1所述的pt(k)-mn2o3/sio2催化剂的制备方法，其特征在于，所述pt(k)-mn2o3/s...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建荣，肖航，张万鹏，
申请(专利权)人：宁波北仑中科海西产业技术创新中心，
类型：发明
国别省市：
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