[发明专利]一种催化氧化VOCs的双金属催化剂及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种催化氧化VOCs的双金属催化剂，其特征在于，所述双金属催化剂包括载体、活性剂以及助催化剂；其中，载体为二氧化钛，活性剂为钌、钯或铂中任意一种元素的单质和/或其氧化物，助催化剂为四氧化三钴、氧化锰、氧化铜或氧化镍中任意一种；所述活性剂中的金属元素占催化剂总质量的百分比≤2.0wt％；所述双金属催化剂中的活性剂和助催化剂构成了双金属活性颗粒，双金属活性颗粒粒径为5～15nm。

2.根据权利要求1所述的双金属催化剂，其特征在于，所述活性剂中的金属元素占催化剂总质量的百分比≤1.0wt％，优选为1.0wt％；

优选地，所述活性剂中的金属元素与助催化剂中的金属元素的原子摩尔比为1:(1～10)，优选为1:5；

优选地，所述活性剂为钌单质和/或钌的氧化物；

优选地，所述助催化剂为四氧化三钴。

3.根据权利要求1或2所述的双金属催化剂，其特征在于，所述双金属催化剂包括载体、活性剂以及助催化剂；其中，载体为二氧化钛，活性剂为钌单质和/或钌的氧化物，助催化剂为四氧化三钴；所述活性剂中的钌元素占催化剂总质量的百分比为1wt％，所述活性剂中的钌元素与助催化剂中的钴元素的原子摩尔比为1:5；所述双金属催化剂中的活性剂和助催化剂构成了双金属活性颗粒，双金属活性颗粒粒径为10nm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的双金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将Salen配体和钴源、锰源、铜源或镍源中任意一种一起溶解于有机溶剂中，同时进行加热搅拌，得到单金属有机化合物溶液；

(2)将钌源、钯源或铂源中任意一种加入到步骤(1)得到的单金属有机化合物溶液中，同时进行加热搅拌，得到双金属配位的混合溶液；

(3)将步骤(2)得到的双金属配位的混合溶液加入到二氧化钛的浆液中，同时进行搅拌，然后静置，静置后进行干燥处理，然后进行焙烧，得到催化氧化VOCs的双金属催化剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述Salen配体与钴源、锰源、铜源或镍源中任意一种的摩尔比为1:(1～5)；

优选地，步骤(1)中所述钴源为醋酸钴；

优选地，步骤(1)中所述锰源为醋酸锰；

优选地，步骤(1)中所述铜源为醋酸铜；

优选地，步骤(1)中所述镍源为醋酸镍；

优选地，步骤(1)中所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇或乙醚中任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)中所述单金属有机化合物溶液中有机溶液的浓度为0.1～1g/mL。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中加热搅拌的温度为20～80℃，优选为50℃；

优选地，步骤(1)中加热搅拌的时间为1～10h，优选为5h。

7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述钌源、钯源或铂源中任意一种与钴源、锰源、铜源或镍源中任意一种的摩尔比为1:(1～10)；

优选地，步骤(2)中所述钌源为亚硝酰硝酸钌和/或三氯化钌；

优选地，步骤(2)中所述钯源为硝酸钯和/或二氯化钯；

优选地，步骤(2)中所述铂源为硝酸铂和/或二氯化铂。

8.根据权利要求4-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中加热搅拌的温度为20～80℃，优选为50℃；

优选地，步骤(2)中加热搅拌的时间为1～10h，优选为5h。

9.根据权利要求4-8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中二氧化钛的浆液中二氧化钛的浓度为0.1～1g/mL；

优选地，步骤(3)中进行搅拌的时间为3h；

优选地，步骤(3)中静置的时间为1～10h，优选为5h；

优选地，步骤(3)中干燥处理的温度为60～120℃，优选为100℃；

优选地，步骤(3)中干燥处理的时间为2～6h，优选为3h；

优选地，步骤(3)中焙烧的温度为300～600℃，优选为350℃；

优选地，步骤(3)中焙烧的时间为2～6h，优选为3h。

10.根据权利要求1-3任一项所述的双金属催化剂的用途，其用于催化氧化VOCs；

优选地，其用于石化、制药、印刷或包装印刷工业中VOCs的催化氧化；

优选地，所述催化氧化VOCs的反应温度为150～500℃，空速为10000～60000h^-1。