[发明专利]一种隐钾锰矿型二氧化锰、其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种隐钾锰矿型二氧化锰、其制备方法和用途，制备方法包括：将高锰酸钾与溶剂混合，之后与尿素混合进行反应，得到沉淀物，将沉淀物焙烧，得到隐钾锰矿型二氧化锰；其中，高锰酸钾的使用量大于高锰酸钾在溶剂中的溶解度。所述隐钾锰矿型二氧化锰的制备方法简单，原料易得，得到的隐钾锰矿型二氧化锰的结晶度高、产率高并且密度大，能够在高温条件下(200‑500℃)催化燃烧挥发性有机物如乙酸乙酯、苯及二氯甲烷，也能够在室温高湿度条件下分解臭氧，具有较好的应用前景和广泛的环保用途。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，涉及一种隐钾锰矿型二氧化锰、其制备方法和用途。

背景技术

随着人类工业活动的强度增加，大量的挥发性有机物(Volatile OrganicCompound，VOCs)排放到大气环境中，通过系列化学反应引发环境污染。例如一些活性强的VOCs可以与另一种大气污染物氮氧化物(NOx)发生光化学反应，引起地表臭氧浓度升高，形成光化学烟雾污染；一些蒸汽压低的VOCs 也可以经过复杂过程成核长大形成二次有机气溶胶，而二次有机气溶胶正是细颗粒物PM2.5的重要组成部分。可见VOCs是形成光化学污染和大气灰霾的重要前驱物质。除此之外，VOCs本身对人体健康也能构成巨大威胁。例如常见的VOCs如甲醛、苯、甲苯等具有致癌、致畸的危害。因此，要去除光化学烟雾，降低颗粒物污染，提高城市空气质量，保护民众的身体健康，VOCs排放控制和去除势在必行。

VOCs的来源广泛，主要包括了石油、化工、医药、包装、印刷、涂装等，以涂装行业为例，其VOCs排放量将近700万吨/年，约占VOCs总排放量的1/3。在涂装行业VOCs消除净化领域，西方主要发达国家以及日本起步较早。在1955年美国就已颁布了《空气污染控制法》，对空气污染物排放类别和总量做了详细的规定，后来又颁布了《洁净空气法》，并于1970年和1990年做了两次修订；在1966年还专门为涂装行业的VOCs排放制定了专门性法规，即“66法规”。在法律的强制约束和企业利益的推动下，不同消除VOCs的技术被研发和使用。

目前我国高度重视VOCs的污染问题，要求到2020年，基本实现VOCs从原料到产品、从生产到消费的全过程减排。因此，VOCs的减排技术得到了广泛的研究探索。其中催化燃烧技术具有较好的应用前景，新型催化剂的开发是研究的热点与前沿。

乙酸乙酯是一种用途广泛的精细化工产品，具有优异的溶解性、快干性，用途广泛，是一种非常重要的有机化工原料和极好的工业溶剂，被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树酯、合成橡胶、涂料及油漆等的生产过程中。根据估计，每年全球大约会使用约130万吨乙酸乙酯，其中绝大部分被用来作为溶剂。据统计，约77％的乙酸乙酯溶剂会排放进入大气之中造成空气污染，影响环境质量和民众身体健康。

臭氧污染现在越来越受到大众的关注。臭氧(O₃)与氧气(O₂)是氧元素的同素异形体，对于人类赖以生存的环境有双刃剑的作用。在大气同温层，臭氧对我们的生存环境是有好处的，它能够抵挡有害的紫外线；然而在近地表处，臭氧却是一个无形杀手，会对人体的皮肤以及神经系统等产生不同程度的影响，还能够损害人体的免疫机能，致使淋巴细胞发生染色体病变，加速人体的衰老，导致畸形儿的出生率增加。世界卫生组织规定，连续工作8小时环境中臭氧的浓度不能超过0.1ppm。目前，室内家居、办公场所、大型娱乐场所等都存在臭氧污染问题，开发实用效果优良的臭氧清除设备具备较好的市场前景。

目前处理臭氧的方法主要有：热处理法、活性碳吸附法、电磁波辐射分解法、药液吸收法和催化法，其中催化分解法是目前消除臭氧最为理想的方法之一。催化剂开发是一个十分活跃研究领域，其中提升催化剂的耐水汽侵蚀(高湿度条件下的活性)是该催化剂得以实用的重要环节。

在VOCs催化燃烧领域，贵金属负载的催化剂是目前广泛使用的候选材料之一，但是因为贵金属本身价格高昂导致该催化剂成本较高，不利大规模推广使用。因此，开发活性跟贵金属媲美但成本较低的非贵金属催化剂具有较好的前景。