[发明专利]一种纤维状纳米多孔催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纤维状纳米多孔催化剂，其特征在于，该催化剂为在有序结构的宏观基体材料上负载La_1-xCa_xMnO₃的多孔材料，其中x大于0而小于1，La_1-xCa_xMnO₃在有序结构的宏观基体材料上的担载量为重量比40～60％。

2.根据权利要求1所述的一种纤维状纳米多孔催化剂，其特征在于，所述的有序结构的宏观基体材料选自棒状纤维、蛭石、水滑石、蜂窝陶瓷体或AAO多孔阳极氧化铝膜。

3.一种如权利要求1所述的纤维状纳米多孔催化剂的制备方法，其特征在于，采用化学气相沉积法在有序结构的宏观基体材料上，合成碳纳米纤维，然后以碳纳米纤维作模板将La_1-xCa_xMnO₃复合氧化物固化在有序结构的宏观基体材料上，最后焙烧去除碳纳米纤维模板，制得纤维状纳米多孔La_1-xCa_xMnO₃催化剂。

4.根据权利要求3所述的一种纤维状纳米多孔催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将有序结构的宏观基体材料浸渍在制备金属氧化物催化剂的相应金属盐的前驱液中，300～350℃焙烧、冷却后，得到固化金属氧化物催化剂的有序结构的宏观基体材料；

(2)在550～600℃、常压下，将固化金属氧化物催化剂的有序结构的宏观基体材料与碳源进行化学气相沉积反应2～3小时，冷却后得到固化在有序结构的宏观基体材料上的碳纳米纤维；

(3)将固化在有序结构的宏观基体材料上的碳纳米纤维浸渍在制备La_1-xCa_xMnO₃复合氧化物的相应金属盐的前驱液中，抽滤并干燥处理；

(4)重复步骤(3)3～4次；

(5)在高于600℃下，在空气中将步骤(4)所得物焙烧5～6小时，去除碳纳米纤维模板，得到纤维状纳米多孔La_1-xCa_xMnO₃催化剂。

5.根据权利要求4所述的一种纤维状纳米多孔催化剂的制备方法，其特征在于，所述的制备金属氧化物催化剂的相应金属盐的前驱液为含有Ni、Co或Fe离子的盐溶液，所述的金属氧化物催化剂为Ni、Co或Fe的氧化物。

6.根据权利要求4所述的一种纤维状纳米多孔催化剂的制备方法，其特征在于，所述的金属氧化物催化剂的重量为有序结构的宏观基体材料的0.8～1.2％。

7.根据权利要求4所述的一种纤维状纳米多孔催化剂的制备方法，其特征在于，所述的碳源为CH₄、C₂H₄或CO气体。

8.根据权利要求7所述的一种纤维状纳米多孔催化剂的制备方法，其特征在于，所述的CH₄、C₂H₄或CO气体的流量为20～30mL/min。

9.根据权利要求4所述的一种纤维状纳米多孔催化剂的制备方法，其特征在于，所述的制备La_1-xCa_xMnO₃复合氧化物的相应金属盐的前驱液为含有La、Ca及Mn离子的盐溶液，所述的制备La_1-xCa_xMnO₃复合氧化物的相应金属盐前驱液的总离子浓度为0.2～0.4mol/L。

10.一种如权利要求1所述的纤维状纳米多孔催化剂的应用，其特征在于，纤维状纳米多孔催化剂催化氧化柴油车尾气中碳黑颗粒。