[发明专利]一种堇青石负载MnOx‑F掺杂TiO2活性组分的方法及制备的MnOx‑F掺杂TiO2‑堇青石复合催化剂

权利要求书

1.一种堇青石负载MnO_x-F掺杂TiO₂活性组分的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制备F掺杂TiO₂溶胶

首先将氟化铵溶解于无水乙醇中，配制氟化铵乙醇溶液，然后将聚乙二醇、钛酸四丁酯、氟化铵乙醇溶液和冰醋酸依次加入到反应容器中，搅拌均匀，得F掺杂TiO₂溶胶；

2)制备MnO_x-F掺杂TiO₂复合溶胶

将醋酸锰溶解于水中，并加入冰醋酸，将所得混合液逐滴滴入步骤1)所得F掺杂TiO₂溶胶中搅拌至澄清透明亮黄色溶胶，得MnO_x-F掺杂TiO₂复合溶胶；

3)堇青石蜂窝陶瓷的预处理

将堇青石蜂窝陶瓷块置于水中进行超声清洗，然后浸入稀硝酸溶液中充分浸洗取出，再用水冲洗后置于烘箱中进行干燥，冷却备用，得堇青石二次载体；

4)MnO_x-F掺杂TiO₂复合溶胶在堇青石二次载体表面的负载

将步骤3)所得堇青石二次载体通过过量浸渍法浸渍到步骤2)所得MnO_x-F掺杂TiO₂复合溶胶中，在超声振动作用下，浸渍12～24h后，取出吹尽孔道中的残液，置于烘箱中进行干燥；

5)微波处理

将步骤4)所得干燥产物置于频率为2.45GHz±25MHz的微波烧结炉中，加热至400～450℃焙烧0.5～2h，冷却得MnO_x-F掺杂TiO₂-堇青石复合催化剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述氟化铵与钛酸四丁酯质量之比为(0.005～0.012):1，所述聚乙二醇和冰醋酸的添加量以F掺杂TiO₂溶胶的体积为基准，添加量分别为：聚乙二醇3％～9％，冰醋酸5％～12％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中醋酸锰与步骤1)中钛酸四丁酯质量之比为(0.15～0.5):1，步骤2)中冰醋酸的添加量为MnO_x-F掺杂TiO₂复合溶胶总体积的1％～3％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述稀硝酸溶液的浓度为1～2mol/L；在稀硝酸溶液中的浸洗时间为0.5～2h；干燥温度为90～110℃，干燥时间为0.5～1h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述超声振动频率为28～40kHz，采用的超声振动装置功率为160～400W。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述干燥温度为90～110℃，干燥时间为8～12h。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述搅拌时间为0.5～1.5h；步骤2)所述搅拌时间为1.5～2.5h。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对步骤5)中所得MnO_x-F掺杂TiO₂-堇青石复合催化剂重复进行步骤4)和5)1～8次。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)所得MnO_x-F掺杂TiO₂-堇青石复合催化剂中MnO_x的存在形式为MnO₂、Mn₂O₃、Mn₃O₄中的一种或几种。

10.权利要求1～9任一项所述方法制备的MnO_x-F掺杂TiO₂-堇青石复合催化剂，其特征在于，它由MnO_x-F掺杂TiO₂活性组分和堇青石蜂窝陶瓷复合而成，其中MnO_x为催化剂活性组分，F掺杂TiO₂为一次载体，蜂窝陶堇青石瓷为二次载体，以堇青石蜂窝陶瓷质量为基准，MnO_x-F掺杂TiO₂活性组分的质量负载量为0.8％～15％，MnO_x-F掺杂TiO₂活性组分中，Mn元素和Ti元素的摩尔比为(0.2～0.6):1，F元素和Ti元素的摩尔比为(0.05～0.1):1。