[发明专利]一种Mn-Fe修饰氧化铈纳米管的制备方法

说明书

本发明提供一种Mn‑Fe修饰氧化铈纳米管的制备方法，原料廉价，工艺简单，水热法合成氧化铈纳米管，再将Mn‑Fe修饰在氧化铈纳米管上，CeO₂纳米管具有较大的比表面积和较高的表面活性，有利于负载Mn‑Fe氧化物，且能够在气体催化应用中提供更多的反应接触面积，同时Ce的价态变化可与Mn‑Fe催化体系协同作用，用于苯系物催化氧化可增加催化活性。

技术领域

本发明属于材料化学技术领域和催化领域，涉及一种Mn-Fe修饰氧化铈纳米管的制备方法。

背景技术

随着全球工业的快速发展，挥发性有机物(VOCs)的排放和控制引起人们的广泛关注，是亟待解决的全球性问题。其中，芳香性苯系物是毒性最大成分之一，具有强烈的致癌作用，处理难度大。催化氧化是快速消除苯系物气体的有效方法。Mn-Fe氧化物体系是非常有潜力的苯系物催化氧化的催化剂，实际应用气体催化时通常需要负载在一定强度的载体上。CeO₂纳米管具有多价态结构，负载Mn-Fe氧化物后可以显著降低活化能，提高苯系物催化活性。CeO₂纳米管具有较大的比表面积和较高的表面活性，且能够在气体催化应用中提供更多的反应接触面积，同时起到自支持作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Mn-Fe修饰氧化铈纳米管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将强碱和硫酸亚铈加入去离子水中，搅拌均匀再将混合液移入带有聚四氟乙烯的水热反应釜中，拧紧密封，放入120～160℃恒温烘箱中静置反应8～10小时；

(2)反应产物用去离子水反复清洗直至pH值7～8；再用0.1～0.5mol/L的盐酸清洗3～5次；

(3)将步骤(2)产物离心分离，分散在去离子水中，按照摩尔比Fe∶Mn＝1∶4～1∶1加入铁盐和锰盐，50～70℃搅拌直至溶剂蒸干；

(4)将蒸干溶剂后的沉淀在空气中400～750℃焙烧3～5小时，得到Mn-Fe修饰氧化铈纳米管。

所述的强碱选自氢氧化钠、氢氧化钾或其组合，在最后混合溶液中的浓度为6～12mol/L；步骤(1)溶液中硫酸亚铈的浓度为0.1～0.2mol/L。

所述的锰盐包括氯化锰、乙酸锰中的一种或其组合，铁盐包括硝酸铁、氯化铁中的一种或其组合，铁盐和锰盐在水溶液中的总浓度为0.05～0.1mol/L，分散在去离子水中的步骤(2)产物质量为锰盐和铁盐总质量6～10倍。

制作的Mn-Fe修饰氧化铈纳米管用于苯系物催化氧化。

本发明原料廉价，工艺简单，水热法合成氧化铈纳米管，再将Mn-Fe修饰在氧化铈纳米管上，CeO₂纳米管具有较大的比表面积和较高的表面活性，有利于负载Mn-Fe氧化物，且能够在气体催化应用中提供更多的反应接触面积，同时Ce的价态变化可与Mn-Fe催化体系协同作用，用于苯系物催化氧化可增加催化活性。

本发明的内容和特点已揭示如上，然而前面叙述的本发明仅仅简要地或只涉及本发明的特定部分，本发明的特征可能比在此公开的内容涉及的更多。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应该包括在不同部分中所体现的所有内容的组合，以及各种不背离本发明的替换和修饰，并为本发明的权利要求书所涵盖。

附图说明

图1为采用本发明(实施例1)合成Mn-Fe修饰氧化铈纳米管的SEM照片。

具体实施方式

实施例1

(1)将12mol/L氢氧化钠和0.1mol/L硫酸亚铈加入去离子水中，搅拌均匀再将混合液移入带有聚四氟乙烯的水热反应釜中，拧紧密封，放入120℃恒温烘箱中静置反应10小时；