[发明专利]一种介孔锰氧化物催化剂的制备方法

说明书

本发明提供了一种介孔锰氧化物催化剂的制备方法，其包括如下步骤：将可溶性锰盐溶液和沉淀剂溶液混匀后，进行固液分离，收集固体部分，得到催化剂前驱体；将所述催化剂前驱体进行研磨后，在200～450℃下焙烧，得到所述介孔锰氧化物催化剂。本发明制备的锰氧化物催化剂为介孔材料，具有大比表面积，催化活性高，起燃温度低，利用本发明的催化剂在较低温度区间内即可实现对苯系物的催化去除。当苯初始浓度190ppm，反应空速71000h^‑1，温度186℃去除效率可达90％以上，明显优于传统贵金属负载型催化剂。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种用于环境空气中气态污染物净化的介孔锰氧化物催化剂MnO_x及其制备方法。

背景技术

苯、甲苯、二甲苯等苯系化合物常被当作工业溶剂用在石油化工、制药等领域，在油漆，粘合剂，洗涤剂，烹调油烟，汽车尾气等日常生活中也经常出现。苯系化合物不仅对皮肤粘膜具有刺激性，对神经系统具有毒性，长期接触会增加罹患癌症的危险，而且苯系物作为VOCs的重要组成部分，参与光化学烟雾和大气二次有机气溶胶等二次污染物的形成，是需要重点防控的大气污染物质之一。当前去除苯系污染物较为经济有效的方式是催化氧化法，常用的催化剂体系包括金属氧化物催化剂和贵金属负载型催化剂。一般情况下，贵金属负载型催化剂具有较高的催化活性且活性温度区间较低，但是价格昂贵；金属氧化物催化剂虽然价格低廉但是活性温度区间较高，对苯系物的催化转化效率也相对较低。因此开发具有较低温度活性区间、高效低价的催化剂具有很大应用价值。

中国专利CN105126918B提出了一种催化去除气态苯系物的大孔球形复合材料催化剂及其制备方法，该系列催化剂对800ppm苯和甲苯的催化转化效率可在204℃达到90％。但是该方法大量使用了贵金属盐及贵金属粉体，导致催化剂制造成本高昂。中国专利CN106334552A提出了一种在环境污染防治中应用的MnO_x催化剂及其制备方法，该方法通过锰盐有机溶液和有机配体制备的MnO_x，设备简单，制造成本相对低廉，但将其应用于甲苯催化氧化时需300℃高温才能达到100％转化效率，限制了其实际应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种在较低温度区间即可高效催化去除环境空气中苯系物的介孔锰氧化物催化剂及其制备方法。本发明所述的催化剂由过渡金属氧化物组成，具有不含贵金属、起燃温度低，催化活性好等特点。并且本发明的制备方法简单，稳定性好，具有成本优势。

本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种介孔锰氧化物催化剂的制备方法，其包括如下步骤：

将可溶性锰盐溶液和沉淀剂溶液混匀后，进行固液分离，收集固体部分，得到催化剂前驱体；

将所述催化剂前驱体进行研磨后，在200～450℃下焙烧，得到所述介孔锰氧化物催化剂。

作为优选方案，所述可溶性锰盐包括硝酸锰、乙酸锰、硫酸锰、氯化锰等中的至少一种。

作为优选方案，所述沉淀剂为草酸或草酸铵。

作为优选方案，所述可溶性锰盐和沉淀剂的摩尔比为1:1～1:5。

第二方面，本发明还提供了一种由前述制备方法得到的介孔锰氧化物催化剂在去除环境空气中气态污染物中的用途。

作为优选方案，所述气态污染物包括苯和/或甲苯。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明制备的锰氧化物催化剂为介孔材料，具有大比表面积，催化活性高，起燃温度低，利用本发明的催化剂在较低温度区间内即可实现对苯系物的催化去除。当苯初始浓度190ppm，反应空速71000h^-1，温度186℃去除效率可达90％以上，明显优于传统贵金属负载型催化剂。