[发明专利]多孔四氧化三锰催化剂、四氧化三锰-氧化锌复合催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种多孔四氧化三锰催化剂，其特征是：其有效成分为四氧化三锰颗粒，四氧化三锰颗粒堆积形成若干纤维，所述纤维交叠排列呈多层网状结构，所述网状结构中的孔为大孔，每根纤维的外观形貌与桑蚕丝类似，每根纤维上还存在微孔、介孔和大孔，以介孔和大孔为主。

2.根据权利要求1所述的四氧化三锰催化剂，其特征是：所述四氧化三锰颗粒的晶粒尺寸为65~487nm。

3.根据权利要求1所述的多孔四氧化三锰催化剂，其特征是：每根纤维的直径为10~20 μm。

4.一种权利要求1、2或3所述的多孔四氧化三锰催化剂的制备方法，其特征是：以桑蚕丝为生物模板，包括以下步骤：

（1）、预处理：将蚕茧放入乙酸中，浸泡除去油脂，然后将蚕茧在沸水中煮30-50 min，煮后放在冷水中冷却并进行人工拔丝，所得蚕丝放在烘箱中烘干，得预处理桑蚕丝；

（2）、浸渍：用可溶性锰盐配制Mn前驱体溶液，溶液中锰离子的浓度为0.05-0.15mol/L；然后将预处理的桑蚕丝放入Mn前驱体溶液中充分浸渍，浸渍后烘干； 

（3）、煅烧：取步骤（2）后的桑蚕丝，将其在空气中升温至400-600℃进行煅烧，然后降温至300℃，最后自然冷却至室温，得四氧化三锰催化剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：步骤（1）中，乙酸的质量浓度为5-10%，浸泡时间为4-5 h，烘干温度为80℃；步骤（3）中，以5 ℃/min的升温速率升温至400-600℃，保温1h，然后以5 ℃/min的速率降温至300℃。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征是：步骤（2）中，前驱体溶液中锰离子的浓度为0.1mol/L；步骤（3）中，将桑蚕丝升温至600℃进行煅烧。

7.一种四氧化三锰-氧化锌复合催化剂，其特征是：其有效成分主要为四氧化三锰颗粒和氧化锌颗粒，四氧化三锰颗粒和氧化锌颗粒堆积形成若干纤维，所述纤维交叠排列呈多层网状结构，所述网状结构中的孔为大孔，每根纤维的外观形貌与桑蚕丝类似，每根纤维上还存在微孔、大孔和介孔，以介孔和大孔为主；所述四氧化三锰颗粒的晶粒尺寸为65-487nm，氧化锌颗粒的晶粒尺寸为56-423nm，每根纤维的直径为10~20 μm。

8.一种权利要求7所述的四氧化三锰-氧化锌复合催化剂的制备方法，其特征是：以桑蚕丝为生物模板，包括以下步骤：

（1）、预处理：将蚕茧放入乙酸中，浸泡除去油脂，然后将蚕茧在沸水中煮30-50 min，煮后放在冷水中冷却并进行人工拔丝，所得蚕丝放在烘箱中烘干，得预处理桑蚕丝；

（2）、浸渍：用可溶性锌盐和锰盐配制Mn-Zn前驱体溶液，然后将预处理的桑蚕丝放入Mn-Zn前驱体溶液中充分浸渍，浸渍后烘干；Mn-Zn前驱体溶液中，锰离子的浓度为0.05-0.15mol/L（优选0.1mol/L）， Zn/（Zn+Mn）的摩尔百分含量为5-20%；  

（3）、煅烧：取步骤（2）后的桑蚕丝，将其在空气中升温至400-600℃（优选600℃）进行煅烧，保温1h，然后降温至300℃，最后自然冷却至室温，得四氧化三锰-氧化锌复合催化剂；前驱体溶液中，Zn/（Zn+Mn）的摩尔百分含量优选为 20%。

9.一种权利要求1、2或3所述的多孔四氧化三锰催化剂或权利要求7所述的四氧化三锰-氧化锌复合催化剂在处理染料废水中的应用，其特征是：将四氧化三锰催化剂或四氧化三锰-氧化锌复合催化剂放入染料废水中，在微波诱导催化下对染料废水进行处理。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征是：微波诱导催化时，废水中有机物浓度小于等于36mg/L，四氧化三锰催化剂或四氧化三锰-氧化锌复合催化剂的用量为1-3g/L，微波功率为480-800 W，微波辐射时间为12-15分钟。