[发明专利]一种用于去除VOCs的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机废气中去除VOCs催化剂的制备技术领域，具体涉及一种用于去除VOCs的催化剂的制备及其方法，用于实现在较低温中，根据VOCs的种类和实际情况制备出最合适的催化剂。

背景技术

VOCs是挥发性有机化合物（volatileorganiccompounds）的英文缩写。VOCs排放大多为人为排放，多半为石油化工相关产业的生产过程、产品消费行为以及机动车尾气排放等。

VOCs成分复杂，大多数VOCs具有刺激性气味或臭味，可引起人们感官上的不愉快，严重降低人们的生活质量。所具有的特殊气味且具有渗透、挥发及脂溶等特性，可导致人体出现诸多的不适症状。还具有毒性、刺激性及致畸致癌作用，尤其是苯、甲苯、二甲苯及甲醛对人体健康的危害最大，长期接触会使人患上贫血症与白血病。另外，VOCs气体还可导致呼吸道、肾、肺、肝、神经系统、消化系统及造血系统的病变。随着VOCs浓度的增加，人体会出现恶心、头痛、抽搐、昏迷等症状。在光照下可与NOx发生化学反应，形成二次污染物等等。因此，如何高效无污染地去除VOCs成为了当今研究的热点。

总之，VOCs引起的健康与环境问题已引起普遍关注，对VOCs的净化处理已迫在眉睫，因此，开发一种处理VOCs的有效方法具有重要的意义，催化燃烧技术具有广阔的应用前景，然而催化燃烧技术涉及催化材料制备、反应工艺以及污染物性能分析等多方面难点，因此研制与开发一种用于催化燃烧的高活性、高稳定性、抗中毒性、抗积碳性以及低廉的催化材料意义重大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于去除VOCs的催化剂及其制备方法，使较低温条件下具有高效催化作用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种用于去除VOCs的催化剂，其特征在于，所述催化剂由活性组分、助剂和载体三部分组成：

所述的活性组分包括第一活性组分和第二活性组分；

第一活性组分为：La_1-a-bSr_aCe_bCo_1-x-yMn_xCu_yO₃，其中0≤a≤0.2，0≤b≤0.2，0≤x≤0.4，0≤y≤0.2，第一活性组分所占催化剂的比例为30wt%；

第二活性组分为：(CeO₂)_z(MnO₂)_z(CuO)_z(VO₂.₅)_1-3z，其中0≤z≤1/3，第二活性组分所占催化剂的比例为10wt%；

所述的助剂为：两活性组分相互协同，互为助剂；

所述的载体为：TiO₂-MCM-41复合载体，其中TiO₂:MCM-41的质量比=1:5～1:3，载体所占催化剂的比例为60wt%。

所述催化剂的制备方法步骤如下：

步骤（1），按原子比例Ce:Mn:Cu:V=z:z:z:(1-3z)的硝酸盐和偏钒酸铵配成混合溶液，将锐钛矿纳米TiO₂和有序介孔材料MCM-41按质量比为1:5～1:3与混合溶液混合均匀，将该混合溶液在70℃搅拌下蒸发浓缩至无水分，在100-110℃下干燥4-10h后备用；

步骤（2），将La:Sr:Ce:Co:Mn:Cu的原子比为（1-a-b):a:b:(1-x-y):x:y的上述硝酸盐溶解在去离子水中制成溶液，加入与硝酸盐金属离子等物质的量的柠檬酸搅拌溶解，在60-80℃的水浴中搅拌，缓慢蒸发水分；

步骤（3），将步骤（1）中所制得的粉末加入到步骤（2）中的溶液中，在超声装置中超声搅拌2-4小时，充分混合均匀；

步骤（4），将步骤（3）中的混合物放于烘箱中90-110℃干燥6-8小时；

步骤（5），将干燥后的混合物放于马弗炉中300-350℃下煅烧1-2h，400-500℃下煅烧1-3h，600-700℃煅烧4-6h，样品随炉冷却得到成品催化剂。