【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料制备领域，涉及一种用于催化氧化二氯甲烷(dcm)和丙酮混合物的催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、制药行业带来经济增长与生活便利的同时也带来了大量挥发性有机化合物(vocs)的排放。这些污染物具有排放总量大，排放环节复杂，治理成本高等问题。例如在生产头孢克洛、阿莫西林和氨苄西林等药物过程中会同时排放大量dcm与丙酮，这些气体排放到大气中会导致臭氧层破坏并诱发雾霾天气，而过量吸入dcm与丙酮会损害人体中枢神经和呼吸系统，引发头晕、头痛、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力等症状，对生态环境和人体健康具有极大危害。因此，对于dcm和丙酮废气处理是迫切需要的。催化氧化法具有反应温度低、二次污染少等特点，是去除vocs最有效的方法之一，该方法的关键是开发出具有良好低温氧化活性、高温稳定性和价格低廉的催化剂。
2、目前，用于vocs催化氧化的催化剂主要分为两类：贵金属和过渡金属氧化物催化剂。其中mn、cr等过渡金属的氧化物因其低成本和高稳定性而具有良好的工业应用潜力，它们具有可变的氧化态、更好的氧化还原性能和更高的活性氧浓度，并且这些理化性能可以通过改变材料合成过程中的条件来控制，从而有利于vocs的快速深度氧化。
3、本专利技术中我们采用溶胶-凝胶法制备了一系列mn-cr复合氧化物催化剂，并评价了其对丙酮和dcm混合物的催化氧化性能。研究发现所制备的尖晶石型mncr2ox催化剂可以在较低温度下成功催化氧化dcm与丙酮混合气，具有优异的耐久性，在长达24小时的反应过程中无明显失活。据我们所知，目前还没有
技术实现思路
1、本专利技术的目的是制备一种用于催化氧化dcm和丙酮混合物的催化剂，通过溶胶-凝胶法制备了一系列mn-cr复合氧化物，其中所制备的尖晶石型mncr2ox催化剂在催化氧化dcm和丙酮混合物过程中表现出优异的的活性和耐久性。
2、一种用于催化氧化dcm和丙酮混合物催化剂及其制备方法，包括以下步骤：
3、将四水硝酸锰和九水硝酸铬加入去离子水中，室温下搅拌30min，然后加入一水合柠檬酸，将该溶液在90℃下水浴搅拌直至形成黏稠浆状物，然后将浆状物转移至烘箱中，在180℃下加热3h得到蓬松固体，最后，将固体研磨后置于马弗炉中，以3℃/min的速率升温至600℃并煅烧4h，获得最终样品；四水硝酸锰与九水硝酸铬的摩尔比为1-2:1-2，优选比例为1:2，一水合柠檬酸用量为金属硝酸盐的2倍摩尔量。进一步根据四水硝酸锰和九水硝酸铬的比例得到不同比例的锰铬氧化物mn2crox、mncrox、mncr2ox。
4、进一步mn2crox催化剂的制备：
5、首先，将四水硝酸锰和九水硝酸铬加入去离子水中，室温下搅拌30min，然后加入一水合柠檬酸，将该溶液在90℃下水浴搅拌直至形成黏稠浆状物，然后将浆状物转移至烘箱中，在180℃下加热3h得到蓬松固体，最后，将固体研磨后置于马弗炉中，以3℃/min的速率升温至600℃并煅烧4h，获得最终样品；四水硝酸锰、九水硝酸铬、一水合柠檬酸的摩尔比为2:1:6。
6、进一步mncrox催化剂的制备：
7、首先，将四水硝酸锰和九水硝酸铬加入去离子水中，室温下搅拌30min，然后加入一水合柠檬酸，将该溶液在90℃下水浴搅拌直至形成黏稠浆状物，然后将浆状物转移至烘箱中，在180℃下加热3h得到蓬松固体，最后，将固体研磨后置于马弗炉中，以3℃/min的速率升温至600℃并煅烧4h，获得最终样品。四水硝酸锰、九水硝酸铬、一水合柠檬酸的摩尔比为1:1:4。
8、进一步mncr2ox催化剂的制备：
9、首先，将四水硝酸锰和九水硝酸铬加入去离子水中，室温下搅拌30min，然后加入一水合柠檬酸，将该溶液在90℃下水浴搅拌直至形成黏稠浆状物，然后将浆状物转移至烘箱中，在180℃下加热3h得到蓬松固体，最后，将固体研磨后置于马弗炉中，以3℃/min的速率升温至600℃并煅烧4h，获得最终样品。四水硝酸锰、九水硝酸铬、一水合柠檬酸的摩尔比为1:2:6。
10、本专利技术所得催化剂用于dcm与丙酮混合物催化氧化。尤其mncr2ox在较低温度如240℃下成功催化氧化dcm与丙酮混合气，具有优异的耐久性，且在长达24小时的反应过程中无明显失活。
11、催化剂评价：
12、选择dcm和丙酮作为反应气进行相关催化剂性能评价，配气的组成为500ppm dcm+500ppm丙酮+20vol％o2+n2平衡，空速(sv)为20,000ml/(g h)。mncr2ox催化剂不仅具有优异的活性，而且对副产物的选择性高，避免了催化反应过程中产生多氯副产物。
13、本专利技术的催化剂制备工艺简单，对dcm和丙酮混合物催化氧化表现出良好的催化活性，且抗氯中毒性能强，催化剂寿命长，在大气污染控制领域具有良好的应用前景。
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1.一种用于催化氧化二氯甲烷和丙酮混合物催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.按照权利要求1所述的一种用于催化氧化二氯甲烷和丙酮混合物催化剂的制备方法，其特征在于，根据四水硝酸锰和九水硝酸铬的比例得到不同比例的锰铬氧化物Mn2CrOx、MnCrOx、MnCr2Ox。
3.按照权利要求2所述的一种用于催化氧化二氯甲烷和丙酮混合物催化剂的制备方法，Mn2CrOx催化剂的制备：
4.按照权利要求2所述的一种用于催化氧化二氯甲烷和丙酮混合物催化剂的制备方法，MnCrOx催化剂的制备：
5.按照权利要求2所述的一种用于催化氧化二氯甲烷和丙酮混合物催化剂的制备方法，MnCr2Ox催化剂的制备：
6.按照权利要求1-5任一项所述的方法制备得到的催化剂。
7.按照权利要求1-5任一项所述的方法制备得到的催化剂的应用，用于DCM与丙酮混合物催化氧化。
8.按照权利要求7所述的应用，制备得到的MnCr2Ox在较低温度240℃下成功催化氧化DCM与丙酮混合气，且在长达24小时的反应过程中无明显失活。
【技术特征摘要】
1.一种用于催化氧化二氯甲烷和丙酮混合物催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.按照权利要求1所述的一种用于催化氧化二氯甲烷和丙酮混合物催化剂的制备方法，其特征在于，根据四水硝酸锰和九水硝酸铬的比例得到不同比例的锰铬氧化物mn2crox、mncrox、mncr2ox。
3.按照权利要求2所述的一种用于催化氧化二氯甲烷和丙酮混合物催化剂的制备方法，mn2crox催化剂的制备：
4.按照权利要求2所述的一种用于催化氧化二氯甲烷和丙酮混合物催化剂的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓积光，阳俊杰，王治伟，戴洪兴，刘雨溪，敬林，隗陆，吕理康，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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