一种锰基协同整体催化剂及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115957759A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202211590184.2B01J37/18(2006.01)(22)申请日2022.12.12B01J37/16(2006.01)(71)申请人河南农业大学地址450046河南省郑州市郑东新区龙子湖高校园区15号河南农业大学(72)发明人杨雪芹陈琳李梅利张发文杨喜田(74)专利代理机构西安铭泽知识产权代理事务所(普通合伙)61223专利代理师崔瑞迎(51)Int.Cl.B01J23/656(2006.01)B01D53/86(2006.01)B01D53/44(2006.01)B01J23/68(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图3页(54)发明名称一种锰基协同整体催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种锰基协同整体催化剂及其制备方法和应用，属于环境保护技术领域。该锰基协同整体催化剂按照以下步骤进行制备：以异丙醇、硝酸铝和冰乙酸为原料利用溶剂热反应合成氧化铝纳米片，以此担载可溶性锰盐制备铝‑锰复合材料；然后通过还原预处理在氧化锰表面引入缺陷位，限域和锚定贵金属原子，构筑锰基协同整体催化剂，实现多元协同催化和原子利用率提高。本发明制备的催化剂不仅具有优异的催化性能、稳定性和抗水性，而且制备工序简单无污染。CN115957759ACN115957759A权利要求书1/1页1.一种锰基协同整体催化剂的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行制备：步骤1、将Al(NO3)3·9H2O分散在异丙醇中，搅拌均匀后加入冰乙酸，待完全溶解，在180‑250℃下进行溶剂热反应，而后洗涤、干燥、煅烧得到氧化铝纳米片；步骤2、将氧化铝纳米片与可溶性锰盐溶于水中，搅拌1‑3h后，干燥、煅烧得到铝‑锰复合材料；步骤3、对铝‑锰复合材料进行还原处理，得到铝‑锰还原材料，将铝‑锰还原材料与可溶性贵金属盐溶于水中，搅拌2‑6h后，干燥、煅烧得到锰基协同整体催化剂。2.根据权利要求1所述的一种锰基协同整体催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1中，Al(NO3)3·9H2O、异丙醇、冰乙酸的比例为0.565g：1‑3mL：1mL；反应时间为2‑6h；煅烧条件为300‑600℃煅烧3‑6h。3.根据权利要求1所述的一种锰基协同整体催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2中，锰占氧化铝纳米片的质量比为5‑30％；氧化铝纳米片与水的比例为500mg：20‑50mL；煅烧条件为300‑600℃下煅烧1‑3h。4.根据权利要求1所述的一种锰基协同整体催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2中，可溶性锰盐是硝酸锰、醋酸锰、氯化锰和硫酸锰中的一种。5.根据权利要求1所述的一种锰基协同整体催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3中，还原处理是采用硼氢化钠或者氢气进行处理。6.根据权利要求5所述的一种锰基协同整体催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3中，当还原处理是硼氢化钠处理时，在室温下处理2‑3h，硼氢化钠的添加量是按照NaBH4和Mn的原子比为5‑15：1进行添加；当还原处理是氢气处理时，在150‑250℃下氢气处理2‑3h，氢气浓度为5‑15％。7.根据权利要求1所述的一种锰基协同整体催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3中，可溶性贵金属盐的贵金属是银、钯、铂、金和铑中的一种，可溶性贵金属盐是氯酸盐、硝酸盐、盐酸盐和醋酸盐中的一种。8.根据权利要求1所述的一种锰基协同整体催化剂的制备方法，其特征在于，步骤3中，贵金属占铝‑锰还原材料的质量比为0.1‑2％；铝‑锰还原材料与水与的比例为400mg：15‑30mL；煅烧条件为300‑600℃下煅烧1‑3h。9.一种权利要求1‑8任一项所述的制备方法制备得到的锰基协同整体催化剂。10.一种权利要求9所述的锰基协同整体催化剂在挥发性有机化合物催化降解中的应用，其特征在于，以芳香烃、氧气和氮气混合气为进气，常压条件下经过催化剂反应。2CN115957759A说明书1/8页一种锰基协同整体催化剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及环境保护技术领域，更具体的涉及一种锰基协同整体催化剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]挥发性有机化合物(VOCs)是一类组成十分复杂的大气污染物，在臭氧和灰霾的形成和演变过程中扮演着重要的作用，是大气复合污染的重要诱因。VOCs主要来源于工业生产、机动车尾气和日常生活，具有排放强度大、浓度高和组分复杂的特点。并且，大多数VOCs还具有高毒性和致癌性，长期暴露于含有该污染物的环境中，即使VOCs浓度极低，也会对人体健康造成严重损害。因此，高效防控VOCs具有重大意义。在VOCs治理技术中，催化氧化法以其高效、节能、环保和产物易控制等优点成为目前最具有前景