[发明专利]一种MCM-41负载CuO-CeO2纳米晶催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种MCM‑41负载CuO‑CeO₂纳米晶催化剂的制备方法及应用，制备方法包括：(1)载体MCM‑41的制备；(2)CuO‑CeO₂/MCM‑41催化剂的制备，所制备的催化剂用于低浓度氯苯催化燃烧。本发明制备的催化剂具有活性组分尺寸小、分散均匀的特点，且催化燃烧氯苯的活性高，耐久性良好，是一种具有良好应用前景的性能优异的降解VOC的催化剂。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别是涉及一种MCM-41负载CuO-CeO₂纳米晶催化剂的制备及其在低浓度氯苯催化燃烧的应用。

背景技术

MCM-41分子筛具有六边形有序排列的孔隙，比表面积大，尺寸大小均一，热稳定性高，孔径可在一定范围内连续调节，适合作为载体。现有文献中，关于MCM-41负载贵金属的催化剂已有报道，但贵金属催化剂可能由于氯中毒和聚氯化副产物的产生而发生失活，并且贵金属资源很少，因此用作制备催化剂的成本很高。在已有的研究中，并未发现将过渡金属氧化物纳米晶负载于MCM-41应用于氯苯催化降解方面的报道，并且现有的过渡金属催化剂用于氯苯催化燃烧的活性较低，因此亟需一种高活性的催化剂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种MCM-41负载CuO-CeO₂纳米晶催化剂的制备方法及应用，制备的催化剂具有活性组分尺寸小、分散好的特点，可用于高效催化燃烧低浓度氯苯。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种MCM-41负载CuO-CeO₂纳米晶催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)载体MCM-41的制备：将40wt％TEAOH溶液和SiO₂以质量比10:1的比例混合得到混合液A，将所得混合液A与25wt％CTAC溶液、去离子水搅拌混合后再加入SiO₂得到凝胶，其中混合液A、CTAC溶液、去离子水和SiO₂的质量比为12.21:20.3:5.94:5.91，然后将凝胶置于Teflon瓶中，在100℃下加热晶化120h，晶化结束后经冷却、过滤、洗涤后得到的固体产物置于80℃的烘箱中干燥12h，最后将干燥后的固体产物在空气氛围中、550℃温度下煅烧5h以除去模板剂CTAC，得到载体MCM-41；

(2)CuO-CeO₂/MCM-41催化剂的制备：将所制得的MCM-41分散在超纯水中，然后滴入Cu(NO₃)₂·3H₂O溶液和Ce(NO₃)₃·6H₂O溶液，并在25℃下充分搅拌1h，其中MCM-41、超纯水、Cu(NO₃)₂·3H₂O溶液和Ce(NO₃)₃·6H₂O溶液的用量比为1g:100mL:1.7mL:0.288mL，再滴加氨水调节pH至9.0，继续搅拌12h后经离心、洗涤得到固体产物，将固体产物在60℃空气氛围中干燥12h，然后再置于马弗炉中500℃煅烧2h，得到CuO-CeO₂/MCM-41催化剂，其中Cu和Ce共占催化剂总质量的10％，Cu与Ce的摩尔比为6:1。

所述步骤(2)中，Cu(NO₃)₂·3H₂O溶液的浓度为1mol/L，Ce(NO₃)₃·6H₂O溶液的浓度为1mol/L，氨水的浓度为1mol/L。

所述催化剂用于低浓度氯苯催化燃烧。