[发明专利]一种二氧化锰复合金属氧化物催化剂及制备与应用

权利要求书

1.一种二氧化锰复合金属氧化物催化剂，其特征在于所述催化剂按如下方法制备：将锰盐、金属盐与强氧化剂混合后溶于水中制成混合水溶液，40～80℃搅拌6～10h，获得前躯体溶液，将前躯体溶液在120～180℃条件下加热反应8～15h，反应结束后，将反应液冷却后过滤，取滤饼清洗，干燥，获得所述二氧化锰复合金属氧化物催化剂；所述金属盐为铜盐或铁盐，所述强氧化剂为高锰酸钾；所述每升混合水溶液中锰盐与金属盐和强氧化剂的投料摩尔比为1∶1∶2。

2.如权利要求1所述的二氧化锰复合金属氧化物催化剂，其特征在于所述锰盐为硫酸锰。

3.如权利要求1所述的二氧化锰复合金属氧化物催化剂，其特征在于所述金属盐为硫酸铜或硫酸铁。

4.如权利要求1所述的二氧化锰复合金属氧化物催化剂，其特征在于所述催化剂按如下方法制备：将硫酸锰与硫酸铜混合后溶于水，再缓慢加入高锰酸钾制成混合水溶液，40～50℃搅拌8h，获得前躯体溶液，将前躯体溶液加入水热反应釜中，在150℃条件下加热反应12h，反应结束后，将反应液冷却后过滤，取滤饼用水洗涤，80℃干燥6h，获得所述二氧化锰复合金属氧化物催化剂；所述每升混合水溶液中硫酸锰与硫酸铜、高锰酸钾投料摩尔比为1∶1∶2。

5.如权利要求1所述的二氧化锰复合金属氧化物催化剂，其特征在于所述催化剂按如下方法制备：将硫酸锰与硫酸铁混合后溶于水中，再缓慢加入高锰酸钾制成混合水溶液，70～80℃搅拌8h，获得前躯体溶液，将前躯体溶液加入水热反应釜中，在150℃条件下加热反应12h，反应结束后，将反应液冷却后过滤，取滤饼用水洗涤，80℃干燥6h，获得所述二氧化锰复合金属氧化物催化剂；所述每升混合水溶液中硫酸锰与硫酸铜、高锰酸钾投料摩尔比为1∶1∶2。

6.如权利要求1～5之一所述的二氧化锰复合金属氧化物催化剂，其特征在于所述催化剂中金属元素的复合量为催化剂质量的10～20％。

7.如权利要求1所述的二氧化锰复合金属氧化物催化剂在催化次氯酸钠中的应用，所述的应用为：将质量浓度5～10％次氯酸钠水溶液在二氧化锰复合金属氧化物催化剂作用下，在60～75℃条件下反应5～15分钟，使次氯酸钠全部分解为氯化钠和氧气，所述催化剂的质量用量为次氯酸钠水溶液质量的0.5％，所述催化剂中金属元素的复合量为催化剂质量的10～20％。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于所述的应用按如下步骤进行：(1)将拉西陶瓷环用质量浓度10％的氢氟酸水溶液在室温下浸泡10h，过滤，滤饼水洗，获得表面粗化的拉西陶瓷环；(2)将质量浓度60％的聚四氟乙烯乳液用体积浓度90～98％的乙醇水溶液稀释到质量浓度为30％，然后将稀释后的质量浓度为30％的聚四氟乙烯乳液均匀涂覆在步骤(1)获得的表面粗化的拉西陶瓷环的表面，获得涂覆聚四氟乙烯的拉西陶瓷环，再采用滚动的方法将所述二氧化锰复合金属氧化物催化剂粘附在涂覆聚四氟乙烯的拉西陶瓷环表面上，80～100℃干燥1h，再在300～400℃下固化1h，获得负载二氧化锰复合金属氧化物催化剂的拉西陶瓷环；所述二氧化锰复合金属氧化物催化剂在拉西陶瓷环上的负载量为100～500g/m²，所述催化剂中金属元素的负载量为催化剂质量的10～20％；(3)将步骤(2)获得的负载二氧化锰复合金属氧化物催化剂的拉西陶瓷环作为填料填充在塔式结构反应器中，在60～75℃条件下，将质量浓度5～10％次氯酸钠水溶液以100ml/min的速度流经填料层，使次氯酸钠分解，获得氯化钠和氧气；所述填料层的高度为塔高的60～80％。