一种铜锰氧化物的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种铜锰氧化物的制备方法。该铜锰氧化物可通过多种制备方法合成。首先要根据所选元素的价态，按照化合价平衡的原则进行配料。其合成过程分为预烧和焙烧两个阶段，其中预烧温度不高于120℃，焙烧温度不高于200℃，在烧结过程中要使氧分压处于较低水平。该铜锰氧化物的制备过程简单，不含贵金属元素，成本较低，易于操作，其粒度、表面形貌等物理性能可随制备方法、制备工艺的不同而改变。该铜锰氧化物具有较高的稳定性，其催化活性和使用寿命与传统的铜锰氧化物相比，均有较大幅度的提高。
【专利说明】
一种铜锰氧化物的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种铜锰氧化物的制备方法。所制备的新型铜锰固体氧化物启动温度低、活性高、适用范围广。
【背景技术】
[0002]近年来，由于空气污染的日益加重，PM2.5的持续严重超标，人们越来越期望减少空气的的可挥发性有机污染物(VOCs)成分，其中比较出彩的是铜锰复合氧化物催化剂，它在水煤气变换反应、CO氧化、VOC去除、低温NO还原、加氢及氧化反应中均表现出良好的催化性能，较传统的单组分催化剂有更高的催化活性。铜锰复合氧化物在这些方面的应用效果，除了材料本身化学性质的作用外，还与自身粒度的不同所产生的特殊作用有关。因此制备不同粒径的超细铜锰复合氧化物粉体有着重要的应用价值。
[0003]Cu-Mn-O 复合氧化物(Copper Manganese Mixed Oxide，简称 CMM0)系水煤气高温变换催化剂，科学研究表明，该类催化剂是一种具有强氧化性的重要固体催化剂，具有较强的开发潜力和非常良好的应用前景，它以氧化锰为载体，分散的铜组分一般被认为是铜基催化剂的活性中心。它还是用于采矿、高空作业等工业有机废气的净化的优良燃烧催化剂，由于其各组分间存在这有利的复合效应，其复合氧化物的活性优于各单组元氧化物。该复合催化剂的应用拥有悠久的历史，其1920年就开始用于预防CO中毒的防毒面具，由于其在VOC去除、低温NO还原、水煤气变换反应、CO氧化、加氢及氧化反应中均表现出良好的催化性能，其后关于该铜锰类型催化剂应用和工艺方面改良的研究一直是科研工作者热衷的方向，目前甚至研制出将复合氧化物加入到卷烟烟丝及滤嘴中，利用CO可以在常温下被催化氧化为CO2的多相催化原理，以减少卷烟燃烧过程中CO的含量，用于降低卷烟烟气中的有害成分。由于其广泛的应用性和需求的巨大性，改善铜锰复合氧化物的组成比例及合成工艺，以提升该催化剂的生产效率也受到了各国科研机构的高度重视，具有非常良好的科学前景。
【发明内容】
[0004]本发明专利的目的在于提供一种铜锰氧化物的制备方法，以达到降低其启动温度低、提高其催化活性、拓宽其适用范围的目的。
[0005]该铜锰氧化物可以通过固相法、液相法等多种制备方法合成，铜锰氧化物的制备方法具体步骤如下:
[0006]先将Cu (NO3) 2和Mn (NO 3) 2按照摩尔比为0.8?1.2进行混合，在所得混合物中加入摩尔份数小于1%的打02制得反应前躯体；然后在80?120°C下对反应前躯体预烧2?1h得到粉末状固体，最后再将所得的粉末状固体在150?200°C下烧结12?20h制得具有单一晶型的粉末状固体铜锰氧化物。
[0007]本发明根据所选元素的价态，按照化合价平衡的原则进行配料。烧结过程分为预烧和焙烧两个阶段，其中预烧温度不高于120°C，焙烧温度不高于20(TC。该铜锰氧化物不是由多种化合物或单质组成的混合物，是由T1、Mn、Cu,O四种元素构成的具有典型单一晶体构型的固体物质，Cu, Mn为主要构成元素且所占质量百分比不低于50%。
[0008]本发明的有益效果:该铜锰氧化物的制备过程简单，不含贵金属元素，成本较低，易于操作，其粒度、表面形貌等物理性能可随制备方法、制备工艺的不同而改变。该铜锰氧化物具有较高的稳定性，其催化活性和使用寿命与传统的铜锰氧化物相比，均有较大幅度的提尚。
【具体实施方式】
[0009]下面结合实施例对本发明所述铜锰氧化物的制备过程作进一步说明。
[0010]实施例1
[0011](I)根据化学式C%439Mna556TiaM502选用硝酸铜、硝酸锰和二氧化钛进行配料。在实际工艺中，考虑到Mn的挥发性，配料时锰盐应过量2wt%。。
[0012](2)将原料加入蒸馏水中强力搅拌，待混合均匀后于80°C下烘干并在120°C下预烧2h得到前驱体。
[0013](3)研磨前驱体至粉末状，并于180°C下煅烧12h得到粉末状目标产物。
【主权项】
1.一种铜锰氧化物的制备方法，其特征在于该制备方法步骤如下:先将Cu(NO3)2和Mn (NO3) 2按照摩尔比为0.8?1.2进行混合，在所得混合物中加入摩尔份数小于I %的T1 2制得反应前躯体；然后在80?120°C下对反应前躯体预烧2?1h得到粉末状固体，最后再将所得的粉末状固体在150?200°C下烧结12?20h制得具有单一晶型的粉末状固体铜锰氧化物。
【文档编号】B01J23/889GK105879877SQ201410756504
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月12日
【发明人】葛昊, 史喜成, 高晓强, 宋华, 吕丽, 白书培, 王东辉
【申请人】中国人民解放军63971部队