技术领域本发明属于属于化工和环保技术领域，具体涉及一种金属改性闪石催化剂的制备方法。
背景技术：
“十三五”期间国家挥发性有机污染物污染排放压力依然很大，挥发性有机污染物污染减排将是一项长期而艰巨的任务。目前去除挥发性有机污染物工艺包括冷凝法、生物降解法、光催化降解、等离子体技术法，活性炭吸附法，催化法，但以上方法在时间生产中存在以下问题：1)冷凝法投资较大，能耗高，不宜处理大风量的废气，2)生物降解法设备所占空间比较大、停留时间长，同时对不同种类较多的有机废气处理效果不好，3)光催化降解法催化过程中会产生醛、酮等有机产物，造成二次污染，4)等离子体技术能耗高，放电的副产物可能造成二次污染，5)催化法好的催化剂价格比较昂贵，不易制作，有些催化剂机械强度不高，易造成催化剂流失，6)吸附法中活性炭吸附挥发性有机污染物，粉尘与可燃性气体混合，有闪爆的危险，7)催化法催化剂制备成本高，不易制备。闪石是常见的硅酸盐矿物，一般为细长的针状和纤维状，富含镁铁，结构为双链状硅酸盐矿物,破碎解离后,表面剩余一定量的氢键和Si-O键。低品闪石纯度不高，含有大量杂质，利用难度大，经济价值较低。低品闪石价格低廉易得，机械强度高，莫氏硬度达到5～6.5，并具有高效抑爆作用，对其进行改性能够提高其比表面积，优化其结构组成，成为经济、高效、安全的催化剂，可解决现有技术中催化剂成本高，活性炭吸附挥发性有机污染物与可燃性气体混合发生闪爆的问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种金属改性闪石催化剂的制备方法，此方法制备催化剂工艺操作简单，比市面同处理效率的催化剂的成本降低，并具有抑爆高效等特点，其环境效益、社会效益、经济效益显著。本发明采用以下技术方案予以实现：本发明一种金属改性闪石催化剂的制备方法，包括以下步骤：a.将低品闪石原矿放入水中，低品闪石与水的质量比为1:80～120，加入3％质量分数的分散剂，常温搅拌24h，然后静置0.5h，取上层溶液过滤，得到水处理低品闪石。b.将步骤a所得水处理低品闪石加入到质量分数为10％的硫酸溶液中，水处理低品闪石与酸溶液质量比为1:30～50，在60～80℃下搅拌反应3～5h，过滤得滤饼，将滤饼干燥后，得到酸处理低品闪石。c.将步骤b所得酸处理低品闪石放入高压釜内，酸处理低品闪石与水的质量比为1:15～30，加入1％～50％质量分数的金属硝酸盐，180℃下高温水热浸渍3h，过滤、滤饼低温烘干24h，550℃下焙烧3h，得到金属改性低品闪石催化剂。所述将步骤a中低品闪石与水的质量比为1:90～110。所述所述将步骤a中低品闪石与水的质量比为1:100。所述步骤b中，水处理低品闪石与酸溶液质量比为1:40，在70℃下搅拌反应4h。所述步骤c中，酸处理低品闪石与水的质量比为1:20。所述步骤c中，金属硝酸盐的质量分数为10％～30％。所述步骤c中，金属硝酸盐的质量分数为20％。所述低品闪石包括低品红钠闪石、低品直闪石、低品透闪石、低品角闪石、低品蓝闪石、低品钠闪石、低品钠铁闪石的一种或者多种。所述分散剂包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钾、六偏磷酸钾、焦磷酸钾、三乙基己基磷酸、四丁基溴化铵和己内酰胺-四丁基溴化铵中的一种或者多种。上述金属改性闪石催化剂的制备方法，所述金属盐包括硝酸钾、硝酸铜、硝酸锰、硝酸铁、硝酸镧、硝酸铈、硝酸钇中的一种或多种。本发明与现有技术相比具有的有益效果为：①本发明制备方法简单，金属改性低品闪石催化剂催化降解挥发性有机污染物效率高，温度低，安全，不易发生爆炸。②经改性后低品闪石具有较高的比表面积和催化活性，可应用于挥发性有机污染物治理领域。③本制作低品金属改性闪石催化剂性价比高，比市面同处理效率的催化剂降低30％成本。④低品闪石原料易获得，价格低廉，制备成本低。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明。实施例一1、将低品红钠闪石原矿放入水中，低品红钠闪石与水的质量比为1:100，加入3％质量分数的偏磷酸钠，常温搅拌24h，然后静置0.5h，取上层溶液过滤，得到水处理低品红钠闪石。2、将水处理低品红钠闪石加入到为10％(质量分数)的硫酸溶液中，水处理低品红钠闪石与酸溶液质量比为1:40，70℃搅拌反应4h。过滤、将滤饼干燥后，得到酸处理低品红钠闪石。3、将酸处理低品红钠闪石放入高压釜内，酸处理低品红钠闪石与水的质量比为1:20，加入20％质量分数的硝酸锰，180℃下高温水热浸渍3h，过滤、滤饼低温烘干24h，550℃下焙烧3h，得到金属改性低品红钠闪石。4、采用催化剂评价装置评价金属改性低品红钠闪石催化剂性能，取制备的金属改性低品红钠闪石催化剂20g，载气流量为12000mL/min，丙酮浓度为2000ppm，T90(催化降解90％挥发性有机污染物的温度，下同)为335℃，T99(催化降解99％挥发性有机污染物的温度，下同)为365℃。实施例二1、将低品红钠闪石闪石原矿放入水中，低品红钠闪石与水的质量比为1:90，加入3％质量分数的六偏磷酸钾，常温搅拌24h，然后静置0.5h，取上层溶液过滤，得到水处理低品红钠闪石。2、将水处理低品红钠闪石加入到为10％(质量分数)的硫酸溶液中，水处理低品红钠闪石与酸溶液质量比为1:35，70℃搅拌反应4h。过滤、将滤饼干燥后，得到酸处理低品红钠闪石。3、将酸处理低品红钠闪石放入高压釜内，酸处理低品红钠闪石与水的质量比为1:15，加入20％质量分数的硝酸锰，10％质量分数的硝酸钾，180℃下高温水热浸渍3h，过滤、滤饼低温烘干24h，550℃下焙烧3h，得到金属改性低品红钠闪石。4、采用催化剂评价装置评价金属改性低品红钠闪石催化剂性能，.取制备的金属改性低品红钠闪石20g，载气流量为12000mL/min，丙酮浓度为2000ppm，T90为325℃，T99为337℃。实施例三1、将低品角闪石原矿放入水中，低品角闪石与水的质量比为1:110，加入3％质量分数三聚磷酸钠，常温搅拌24h，然后静置0.5h，取上层溶液过滤，得到水处理低品角闪石。2、将水处理低品角闪石加入到为10％(质量分数)的硫酸溶液中，水处理低品角闪石与酸溶液质量比为1:50，70℃搅拌反应4h。过滤、将滤饼干燥后，得到酸处理低品角闪石。3、将酸处理低品角闪石放入高压釜内，酸处理低品角闪石与水的质量比为1:20，加入40％质量分数的硝酸锰，20％的硝酸铁，10％质量分数的硝酸钾，180℃下高温水热浸渍3h，过滤、滤饼低温烘干24h，550℃下焙烧3h，得到金属改性低品角闪石。4、采用催化剂评价装置评价金属改性低品角闪石催化剂性能，.取制备的金属改性低品角闪石20g，载气流量为12000mL/min，丙酮浓度为2000ppm，T90为265℃，T99为305℃。实施例四1、将低品角闪石原矿放入水中，低品角闪石与水的质量比为1:100，加入3％质量分数的三聚磷酸钾，常温搅拌24h，然后静置0.5h，取上层溶液过滤，得到水处理低品角闪石。2、将水处理低品闪石加入到为10％(质量分数)的硫酸溶液中，水处理低品角闪石与酸溶液质量比为1:40，70℃搅拌反应4h。过滤、将滤饼干燥后，得到酸处理低品角闪石。3、将酸处理低品角闪石放入高压釜内，酸处理低品角闪石与水的质量比为1:20，加入20％质量分数的硝酸铜，10％质量分数的硝酸钾，180℃下高温水热浸渍3h，过滤、滤饼低温烘干24h，550℃下焙烧3h，得到金属改性低品角闪石。4、采用催化剂评价装置评价金属改性低品角闪石催化剂性能，.取制备的金属改性低品角闪石20g，载气流量为12000mL/min，丙酮浓度为2000ppm，T90为330℃，T99为350℃。本发明实施例五1、将低品透闪石原矿放入水中，低品透闪石与水的质量比为1:100，加入3％质量分数的六偏磷酸钠，常温搅拌24h，然后静置0.5h，取上层溶液过滤，得到水处理低品透闪石。2、将水处理低品透闪石加入到为10％(质量分数)的硫酸溶液中，水处理低品透闪石与酸溶液质量比为1:40，70℃搅拌反应4h。过滤、将滤饼干燥后，得到酸处理低品透闪石。3、将酸处理低品透闪石放入高压釜内，酸处理低品透闪石与水的质量比为1:20，加入20％质量分数的硝酸锰，20％质量分数的硝酸铁，20％质量分数的硝酸铜，10％质量分数的硝酸钾，3％质量分数的硝酸铈，180℃下高温水热浸渍3h，过滤、滤饼低温烘干24h，550℃下焙烧3h，得到金属改性低品透闪石。4、采用催化剂评价装置评价金属改性低品透闪石催化剂性能，取制备的金属改性低品透闪石20g，载气流量为12000mL/min，丙酮浓度为2000ppm，T90为230℃，T99为250℃。实施例六1、将低品蓝闪石原矿放入水中，低品蓝闪石与水的质量比为1:100，加入3％质量分数的己内酰胺-四丁基溴化铵，常温搅拌24h，然后静置0.5h，取上层溶液过滤，得到水处理低品蓝闪石。2、将水处理低品蓝闪石加入到为10％(质量分数)的硫酸溶液中，水处理低品蓝闪石与酸溶液质量比为1:40，70℃搅拌反应4h。过滤、将滤饼干燥后，得到酸处理低品蓝闪石。3、将酸处理低品蓝闪石放入高压釜内，酸处理低品蓝闪石与水的质量比为1:20，加入20％质量分数的硝酸锰，20％质量分数的硝酸铁，20％质量分数的硝酸铜，10％质量分数的硝酸钾，180℃下高温水热浸渍3h，过滤、滤饼低温烘干24h，550℃下焙烧3h，得到金属改性低品蓝闪石。4、采用催化剂评价装置评价金属改性低品红蓝石催化剂性能，.取制备的金属改性低品蓝闪石20g，载气流量为12000mL/min，丙酮浓度为2000ppm，T90为240℃，T99为270℃。实施例七1、将低品红钠闪石原矿放入水中，低品红钠闪石与水的质量比为1:100，加入2％质量分数的六偏磷酸钠，1％质量分数的焦磷酸钠，常温搅拌24h，然后静置0.5h，取上层溶液过滤，得到水处理低品红钠闪石。2、将水处理低品红钠闪石加入到为10％(质量分数)的硫酸溶液中，水处理低品红钠闪石与酸溶液质量比为1:40，70℃搅拌反应4h。过滤、将滤饼干燥后，得到酸处理低品红钠闪石。3、将酸处理低品红钠闪石放入高压釜内，酸处理低品红钠闪石与水的质量比为1:20，加入20％质量分数的硝酸锰，20％质量分数的硝酸铁，20％质量分数的硝酸铜，10％质量分数的硝酸钾，3％质量分数的硝酸镧，180℃下高温水热浸渍3h，过滤、滤饼低温烘干24h，550℃下焙烧3h，得到金属改性低品红钠闪石。4、采用催化剂评价装置评价金属改性低品红钠闪石催化剂性能，.取制备的金属改性低品红钠闪石20g，载气流量为12000mL/min，丙酮浓度为2000ppm，T90为225℃，T99为240℃。实施例八1、将低品钠闪石原矿放入水中，低品钠闪石与水的质量比为1:100，加入2％质量分数的六偏磷酸钠，1％质量分数的焦磷酸钾，常温搅拌24h，然后静置0.5h，取上层溶液过滤，得到水处理低品钠闪石。2、将水处理低品钠闪石加入到为10％(质量分数)的硫酸溶液中，水处理低品钠闪石与酸溶液质量比为1:40，70℃搅拌反应4h。过滤、将滤饼干燥后，得到酸处理低品钠闪石。3、将酸处理低品钠闪石放入高压釜内，酸处理低品钠闪石与水的质量比为1:20，加入30％质量分数的硝酸锰，30％质量分数的硝酸铁，30％质量分数的硝酸铜，15％质量分数的硝酸钾，5％质量分数的硝酸钇，180℃下高温水热浸渍3h，过滤、滤饼低温烘干24h，550℃下焙烧3h，得到金属改性低品钠闪石。4、采用催化剂评价装置评价金属改性低品钠闪石催化剂性能，.取制备的金属改性低品钠闪石20g，载气流量为12000mL/min，丙酮浓度为2000ppm，T90为250℃，T99为270℃。实施例九1、将低品钠铁闪石原矿放入水中，低品钠铁闪石与水的质量比为1:100，加入2％质量分数的三聚磷酸钾，1％质量分数的三乙基己基磷酸，常温搅拌24h，然后静置0.5h，取上层溶液过滤，得到水处理低品钠铁闪石。2、将水处理钠铁低品闪石加入到为10％(质量分数)的硫酸溶液中，水处理低品钠铁闪石与酸溶液质量比为1:40，70℃搅拌反应4h。过滤、将滤饼干燥后，得到酸处理低品钠铁闪石。3、将酸处理低品钠铁闪石放入高压釜内，酸处理低品钠铁闪石与水的质量比为1:20，加入20％质量分数的硝酸锰，20％质量分数的硝酸铁，20％质量分数的硝酸铜，10％质量分数的硝酸钾，3％质量分数的硝酸铈，180℃下高温水热浸渍3h，过滤、滤饼低温烘干24h，550℃下焙烧3h，得到金属改性低品钠铁闪石。4、采用催化剂评价装置评价金属改性低品钠铁闪石催化剂性能，.取制备的金属改性低品钠铁闪石20g，载气流量为12000mL/min，丙酮浓度为2000ppm，T90为285℃，T99为295℃。实施例十1、将低品直闪石原矿放入水中，低品直闪石与水的质量比为1:100，加入1％质量分数的六偏磷酸钠10g，2％质量分数的三聚磷酸钠，常温搅拌24h，然后静置0.5h，取上层溶液过滤，得到水处理低品直闪石。2、将水处理低品直闪石加入到为10％(质量分数)的硫酸溶液中，水处理低品直闪石与酸溶液质量比为1:40，70℃搅拌反应4h。过滤、将滤饼干燥后，得到酸处理低品直闪石。3、将酸处理低品直闪石放入高压釜内，酸处理低品直闪石与水的质量比为1:20，加入20％质量分数的硝酸锰，20％质量分数的硝酸铁，20％质量分数的硝酸铜，10％质量分数的硝酸钾，3％质量分数的硝酸铈，180℃下高温水热浸渍3h，过滤、滤饼低温烘干24h，550℃下焙烧3h，得到金属改性低品直闪石。4、采用催化剂评价装置评价金属改性低品直闪石催化剂性能，.取制备的金属改性低品直闪石20g，载气流量为12000mL/min，丙酮浓度为2000ppm，T90为305℃，T99为315℃。实施例十一1、将低品红钠闪石原矿放入水中，低品红钠闪石与水的质量比为1:100，加入3％质量分数的四丁基溴化铵，常温搅拌24h，然后静置0.5h，取上层溶液过滤，得到水处理低品红钠闪石。2、将水处理低品红钠闪石加入到为10％(质量分数)的硫酸溶液中，水处理低品红钠闪石与酸溶液质量比为1:40，70℃搅拌反应4h。过滤、将滤饼干燥后，得到酸处理低品红钠闪石。3、将酸处理低品红钠闪石放入高压釜内，酸处理低品红钠闪石与水的质量比为1:20，加入20％质量分数的硝酸锰，20％质量分数的硝酸铁，20％质量分数的硝酸铜，10％质量分数的硝酸钾，3％质量分数的硝酸铈，180℃下高温水热浸渍3h，过滤、滤饼低温烘干24h，550℃下焙烧3h，得到金属改性低品红钠闪石。4、采用催化剂评价装置评价金属改性低品红钠闪石催化剂性能，.取制备的金属改性低品红钠闪石20g，载气流量为12000mL/min，乙醇浓度为1000ppm，T90为240℃，T99为265℃。