[发明专利]用于氯乙烯低温催化燃烧中的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂的制备及产品和应用

说明书

本发明公开应用于氯乙烯低温催化燃烧中的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂。该催化剂是Ni和Ce共修饰的Co₃O₄，通过CTAB调控得到，其中草酸与总金属（Co+Ce+Ni）的摩尔比为1.1:1，（Co+Ni）:Ce的摩尔比为10:1‑30:1，Co:Ni的摩尔比为9:1‑29:1，Co：Ce的摩尔比为9:1‑29:1，总金属（Co+Ce+Ni）与十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的摩尔比为2:1。该催化剂制备方法简单，对于氯乙烯催化燃烧具有活性高、副产物少、稳定性好等特点，特别适用于低温催化燃烧消除氯代挥发性有机物。

技术领域

本发明属于催化环保技术领域，具体涉及应用于氯乙烯低温催化燃烧中的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂的制备方法及其产品和应用。

背景技术

大气污染日益严重，这其中尤其以VOCs为代表。近年来国家出台了各项针对VOs防控的法治法规，引起研究者对VOCs治理的重点关注。作为一种代表性的VOCs，氯乙烯（VC）是一种应用于高分子化工的重要的单体，来源广泛，但长期吸入和接触氯乙烯可能引发肝癌，是有毒物质。围绕VC的高效治理研究引起人们的广泛兴趣。

由于操作温度低、消除污染物浓度宽、选择性高等特点，催化燃烧被认为是除低浓度污染物最有效的方法之一。目前应用于氯乙烯催化燃烧中活性较好的催化剂是以贵金属为主，如Ru/Co₃O₄ 催化剂（CN201710446994，RSC Adv., 2016, 6, 99577），在氯乙烯的催化燃烧反应中表现出较高的活性和稳定性。但贵金属资源有限，价格较高，因此开发一种具有高氯乙烯催化燃烧性能的非贵金属催化剂过渡金属氧化物催化剂具有更广泛的应用潜力。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明目的在于提供一种用于氯乙烯低温催化燃烧的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂的制备方法，通过CTAB调控，铈镍共修饰四氧化三钴，提供了一种具有高氯乙烯催化燃烧性能的非贵金属催化剂的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的用于氯乙烯低温催化燃烧的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂产品。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种用于氯乙烯低温催化燃烧的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）称取3.32 g二水合草酸溶解于60mL无水乙醇中，配成浓度为0.44 mo/L的草酸溶液；

（2）按照草酸与总金属（Co+Ce+Ni）的摩尔比为1.1:1，（Co+Ni）:Ce的摩尔比为10:1-30:1，Co:Ni的摩尔比为9:1-29:1，Co：Ce的摩尔比为9:1-29:1，分别称取一定质量的六水合硝酸钴、六水合硝酸镍和六水合硝酸铈溶解于240 mL无水乙醇中，配成浓度为0.10 mol/L的金属溶液；

（3）按照总金属（Co+Ce+Ni）与十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的摩尔比为2:1，称取一定质量的CTAB，溶解于60mL无水乙醇中，配成CTAB溶液；

（4）于搅拌的条件下，将步骤（1）（3）所得溶液同时向步骤（2）溶液中滴加，控制滴加速度为2 mL/min，并继续搅拌2 h，得悬浊液；

（5）将步骤（4）中的悬浊液转至水浴中，控制水浴温度为60℃，继续搅拌至溶液体积减半，得前驱体；

（6）所得前驱体经抽滤后，转移至60℃烘箱中过夜干燥；

（7）将干燥后的前驱体研磨均匀，于500℃焙烧2-4h得到本发明所述的催化剂。