【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境催化净化，涉及一种催化剂，具体涉及一种comn固溶体复合氧化物催化剂，特别涉及一种comn固溶体复合氧化物催化剂的制备方法及其在催化氧化甲苯中的应用。
技术介绍
1、挥发性有机化合物（volatile organic compounds, vocs）已成为主要的大气污染物之一。甲苯是vocs的核心代表污染物，也是影响空气质量的重要因素，主要来自石化工业、制药工业、装修涂料业及交通运输活动等，具有排放来源广、排放量大、二次污染强的特点。人体与甲苯接触会导致健康相关问题，如肝脑损伤、呼吸道刺激、破坏生殖系统和神经系统，甚至诱发癌变。因此，开发有效的技术来减少甚至消除甲苯排放已成为一个重要的研究领域。
2、迄今为止，已经开发了各种技术去除甲苯，如吸附、生物降解、催化氧化/燃烧、等离子体催化和光催化等。在这些技术中，催化氧化技术因其无二次有害污染物、节能、环保、操作成本低而被认为是一种非常有前途的技术。催化剂是催化氧化技术的核心，然而，该技术在工业应用中还缺乏性能稳定可靠的催化剂，因此，构建具有优异活性、良好耐久性和低成本高效益的催化剂用于甲苯催化氧化具有重要意义。
3、在各种过渡金属氧化物中，锰氧化物（mn2o3、mn3o4和mno2）由于mn元素的价态多变、晶相结构可调空间大、氧物种迁移率高和储氧能力好等优点而表现出了优异的催化氧化性能。co也是价态多变的过渡金属之一，由于钴氧化物的co-o键能较弱，易断裂，又具有高的氧迁移率，因此常用作催化氧化催化剂。与单组份mn氧化物或co氧化物相比，c
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于甲苯催化氧化的comn固溶体氧化物催化剂及其制备方法，该催化剂具有活性高、稳定性好和耐水性好等特点，制备方法简单，可以在较低温度下实现甲苯的高效转化。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种comn固溶体复合氧化物催化剂，所述催化剂为co物种溶入mno2晶格形成的co-o-mn固溶体，所述催化剂中co3o4的质量分数为0.5～10wt%。
4、第二方面，本专利技术提供了一种comn固溶体复合氧化物催化剂的制备方法，包括：
5、将硝酸锰和硝酸钴溶解于去离子水中，得到a液；
6、将碳酸铵溶解于去离子水中并进行超声处理，得到b液；
7、在搅拌下将b液逐滴滴入a液中，得到混合溶液；
8、将混合溶液水浴加热搅拌，得到沉淀物；
9、将沉淀物离心干燥，在空气气氛中煅烧，得到comn固溶体复合氧化物催化剂。
10、进一步地，硝酸钴和硝酸锰的质量比为0.05～2.00：3.1～4.6。
11、进一步地，碳酸铵与硝酸锰和硝酸钴之和的质量比为3.00～5.00：3.15～6.6。
12、进一步地，将碳酸铵溶解于去离子水中进行超声处理的时间为15～45min。
13、进一步地，将混合溶液在50～70℃下水浴搅拌4.0～6.0h。
14、进一步地，将沉淀物离心后在60～80℃下干燥6.0～12.0h，在300～500℃空气气氛中煅烧2.0～4.0 h。
15、第三方面，本专利技术提供了第一方面所述的comn固溶体复合氧化物催化剂在甲苯催化氧化中的应用。
16、进一步地，所述的comn固溶体复合氧化物催化剂在甲苯催化氧化中的应用中，甲苯催化氧化的反应温度为130～200℃。
17、与现有技术相比，本专利技术申请技术方案带来的有益技术效果：
18、（1）本专利技术的comn固溶体复合氧化物催化剂具有可控的结构、良好的氧化还原性能及高的氧迁移率，表现出良好的低温催化氧化甲苯活性；
19、（2）本专利技术的comn固溶体复合氧化物催化剂中，co物种溶于mno2晶格形成co-o-mn固溶体结构，co和mn氧化物间的相互作用削弱了催化剂中金属-o键，同时促进了催化剂表面氧空位的生成和活性氧物种的形成，有利于甲苯与o2分子的吸附和活化，从而提高了comn固溶体复合氧化物催化剂的催化氧化性能；
20、（3）本专利技术的comn固溶体复合氧化物催化剂，对于浓度为10,000ppm的甲苯，在反应温度130～200℃具有良好的催化氧化甲苯活性。其中co1mn固溶体复合氧化物催化剂的甲苯催化氧化活性最好，在反应温度为150℃时，甲苯氧化去除率超过97.0%；在反应温度为170℃时，甲苯去除率超过99.0%；
21、（4）本专利技术的comn固溶体复合氧化物催化剂表现出较好的催化稳定性和耐水性，不易失活；
22、（5）本专利技术采用沉淀法制备comn固溶体复合氧化物催化剂，制备方法简单、制备条件温和且可以大规模制备。
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1.一种CoMn固溶体复合氧化物催化剂，其特征在于，所述催化剂为Co物种溶入MnO2晶格形成的Co-O-Mn固溶体，所述催化剂中Co3O4的质量分数为0.5～10wt%。
2.一种CoMn固溶体复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的CoMn固溶体复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，硝酸钴和硝酸锰的质量比为0.05～2.00：3.1～4.6。
4.根据权利要求2所述的CoMn固溶体复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，碳酸铵与硝酸锰和硝酸钴之和的质量比为3.00～5.00：3.15～6.6。
5.根据权利要求2所述的CoMn固溶体复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，超声处理时间为15～45min。
6.根据权利要求2所述的CoMn固溶体复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，将混合溶液在50～70℃下水浴搅拌4.0～6.0h。
7.根据权利要求2所述的CoMn固溶体复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，将沉淀物离心后在60～80℃下干燥6.0～12.0h，在300～
8.根据权利要求1所述的CoMn固溶体复合氧化物催化剂在甲苯催化氧化中的应用。
9.根据权利要求8所述的CoMn固溶体复合氧化物催化剂在甲苯催化氧化中的应用，其特征在于，反应温度为130～200℃。
...【技术特征摘要】
1.一种comn固溶体复合氧化物催化剂，其特征在于，所述催化剂为co物种溶入mno2晶格形成的co-o-mn固溶体，所述催化剂中co3o4的质量分数为0.5～10wt%。
2.一种comn固溶体复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的comn固溶体复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，硝酸钴和硝酸锰的质量比为0.05～2.00：3.1～4.6。
4.根据权利要求2所述的comn固溶体复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，碳酸铵与硝酸锰和硝酸钴之和的质量比为3.00～5.00：3.15～6.6。
5.根据权利要求2所述的comn固溶体复合氧化...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢红梅，宋思佳，张杰，杨涛，曾嘉，陈爽，周桂林，
申请(专利权)人：重庆工商大学，
类型：发明
国别省市：
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