一种用于邻二甲苯VOCs净化锰钆复合催化剂的制备方法

本发明涉及复合催化剂，尤其涉及一种用于邻二甲苯vocs净化锰钆复合催化剂的制备方法。

背景技术：

1、vocs是大气污染和光化学烟雾的重要来源之一，对人体健康和环境安全造成严重危害。因此，vocs的有效控制和减排是当前环保工作的重要内容之一。目前，工业vocs烟气净化主要采用催化燃烧法，即利用催化剂在较低温度下促进vocs与空气中的氧气发生完全氧化反应，将其转化为无害的二氧化碳和水。这种方法具有处理效率高、能耗低、无二次污染等优点。然而，催化燃烧法的关键是选择合适的催化剂，以实现高活性、高稳定性和高选择性。

2、目前已知的用于vocs催化燃烧的催化剂主要有贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂和稀土金属氧化物催化剂等。其中，贵金属催化剂具有活性高、抗中毒能力强等优点，但其价格昂贵、资源稀缺、易被还原失活等缺点限制了其广泛应用。过渡金属氧化物催化剂如mnox、coox、cuox等具有价格低廉、资源丰富等优点，但其活性较低、易被硫中毒等缺点也影响了其应用效果。稀土金属氧化物催化剂如ceo2、la2o3等具有高比表面积、高氧存储释放能力等优点，但其本身活性不高，通常需要与其他金属氧化物复合使用。

3、为了提高金属氧化物类催化剂的活性和稳定性，一种有效的方法是通过引入晶格缺陷来改变催化剂的电子结构和表面性质。晶格缺陷可以增加催化剂的比表面积、孔隙度和表面活性位点数量，同时也可以提高催化剂的氧空位含量和活性氧迁移能力，从而促进vocs与表面活性氧之间的反应。因此，开发一种具有高晶格缺陷的金属氧化物类催化剂是提高vocs治理效率的有效途径。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于邻二甲苯vocs净化锰钆复合催化剂的制备方法，其制备得到的催化剂具有高晶格缺陷、高氧空位含量和高活性氧迁移能力，能够有效地催化氧化vocs，具有较高的催化活性和稳定性，且制备工艺简单，成本低廉，适合于工业化生产。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种用于邻二甲苯vocs净化锰钆复合催化剂的制备方法，具体步骤如下：

4、s1、取一定量的钆盐粉末、锰盐粉末和固态络合试剂按一定比例直接混合；

5、s2、将步骤s1中混合好的样品放置在常温空气中静止一段时间；

6、s3、以一定升温速率对步骤s2中混合物进行升温至某一温度，并维持此温度一段时间；

7、s4、将步骤s3中获得的样品降温至常温，即可获得用于邻二甲苯污染物净化的锰钆复合催化剂。

8、优选地，在步骤s1中，锰盐粉末为乙酸锰、乙二胺四乙酸二钠锰、十八烷酸锰等锰盐中的一种或多种混合物。

9、优选地，在步骤s1中，钆盐粉末为乙酸钆、硝酸钆、硫酸钆、氯化钆等钆盐中的一种或多种混合物。

10、优选地，在步骤s1中，固态络合试剂为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨三乙酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五醋酸中的一种或多种混合物。

11、优选地，在步骤s1中，钆盐粉末、锰盐粉末和固态络合试剂的混合摩尔比例为(1～10):(10～1):(5～50)。

12、优选地，在步骤s2中，混合好的样品放置在常温空气中的静止时间为30～120min。

13、优选地，在步骤s3中，升温速率为1～10℃/min。

14、优选地，在步骤s3中，恒温温度为300～600℃，恒温时间为2～24h。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、1、本发明采用直接混合法制备锰钆复合催化剂，无需使用溶剂或者模板剂，简化了制备过程，降低了成本和能耗。

17、2、本发明通过控制混合物的组成和比例，以及升温和恒温条件，可以调节锰钆复合催化剂的结构和性能，提高其比表面积、孔隙度、表面晶体缺陷和氧空位含量，增强其催化活性和稳定性。

18、3、本发明制备出的锰钆复合催化剂可以有效地催化邻二甲苯等vocs污染物与氧气反应生成二氧化碳和水，降低环境污染。

技术特征：

1.一种用于邻二甲苯vocs净化锰钆复合催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种用于邻二甲苯vocs净化锰钆复合催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，锰盐粉末为乙酸锰、乙二胺四乙酸二钠锰、十八烷酸锰中的一种或多种混合物。

3.根据权利要求1所述的一种用于邻二甲苯vocs净化锰钆复合催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，钆盐粉末为乙酸钆、硝酸钆、硫酸钆、氯化钆中的一种或多种混合物。

4.根据权利要求1所述的一种用于邻二甲苯vocs净化锰钆复合催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，固态络合试剂为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨三乙酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五醋酸中的一种或多种混合物。

5.根据权利要求1所述的一种用于邻二甲苯vocs净化锰钆复合催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，钆盐粉末、锰盐粉末和固态络合试剂的混合摩尔比例为(1～10):(10～1):(5～50)。

6.根据权利要求1所述的一种用于邻二甲苯vocs净化锰钆复合催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，混合好的样品放置在常温空气中的静止时间为30～120min。

7.根据权利要求1所述的一种用于邻二甲苯vocs净化锰钆复合催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，升温速率为1～10℃/min。

8.根据权利要求1所述的一种用于邻二甲苯vocs净化锰钆复合催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，恒温温度为300～600℃，恒温时间为2～24h。

技术总结
本发明涉及复合催化剂技术领域，尤其涉及一种用于邻二甲苯VOCs净化锰钆复合催化剂的制备方法，包括：将固态试剂粉末钆盐、固态试剂粉末锰盐和固态络合试剂按照一定比例混合，无需添加其他任何溶剂，在空气中静止一段时间后，通过控制升温程序煅烧上述混合物，制备高活性Gd<subgt;x</subgt;Mn<subgt;y</subgt;O<subgt;z</subgt;复合催化剂。本发明的制备工艺简单，实现了催化剂的高晶格缺陷，提高了催化剂的氧空位含量和活性氧迁移能力，其制备得到的高缺陷钆锰基催化剂在工业VOCs烟气净化领域具有较好的应用前景和经济效益。

技术研发人员：吴明,刘立忠,刘敬印,张文静,刘毓炜
受保护的技术使用者：南通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15