[发明专利]用于VOCs催化燃烧的多活性组分催化剂及其制备方法

权利要求书

1.用于VOCs催化燃烧的多活性组分催化剂的制备方法，其包括以下步骤：

步骤S1：清洗蜂窝基底；

步骤S2：在蜂窝基底上形成TiO₂晶种纳米粒子；

步骤S3：在蜂窝基底上生长TiO₂纳微结构；

步骤S4：在已经生长有TiO₂纳微结构的蜂窝基底上负载贵金属铂Pt或者钯Pd或者Pt-Pd颗粒；以及

步骤S5：在已经生长有TiO₂纳微结构且负载有贵金属铂Pt或者钯Pd或者Pt-Pd颗粒的蜂窝基底上负载钙钛矿氧化物(ABO3,其中A＝La或Ce或Sr或三者中的两种或全部，B＝Mn或Fe或Ni或Co或多个复合)涂层。

2.如权利要求1所述的多活性组分催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述蜂窝基底可以为堇青石蜂窝基底、碳化硅蜂窝基底或者莫来石蜂窝基底或者金属蜂窝基底。

3.如权利要求2所述的多活性组分催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

步骤S11：将蜂窝基底依次用去离子水、己烷、丙酮、乙醇超声清洗，每种溶剂的超声清洗时间为10分钟；以及

步骤S12：讲蜂窝基底置于80℃的恒温箱中干燥2小时。

4.如权利要求2所述的多活性组分催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：

步骤S21：配置TiO₂晶种溶液，具体为：首先量取1000mL无水丙酮倒入烧杯中；其次配置0.01-0.1M的稀硝酸溶液，将1.8mL的稀硝酸加入到上述1000mL无水丙酮中，用磁力搅拌器搅拌均匀；最后称取5-15g的钛酸异丙酯加入到丙酮中，待其均匀溶解后得到浓度为10-25mM的TiO₂晶种前驱体溶液；

步骤S22：浸渍涂覆，具体为：首先将步骤S1清洗干净的蜂窝基底浸渍在S21溶液超声1min，取出后用气流吹掉通道中的残留溶液；其次将蜂窝基底在微波炉中加热1-5min，最后在200℃的恒温箱中加热5-20min；以及

步骤S23：形成TiO₂晶种纳米粒子，具体为：将浸渍涂覆后的蜂窝基底在400-600℃的马弗炉中退火处理0.5-2小时，得到TiO₂晶种纳米粒子涂层。

5.如权利要求2所述的多活性组分催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：

步骤S31：配置反应溶液，具体为：量取500mL的丙酮或丁酮或戊酮，然后依次加入10-40mL体积分数为37％的盐酸，10-50mL钛酸四丁酯，1-20mL四氯化钛(0.2M TiCl₄/甲苯)，搅拌1min使其溶解均匀；

步骤S32：生长纳微结构，具体为：将蜂窝基底浸渍到上述S31溶液，然后将反应器密封，加热到150-220℃，持续反应5-48h；以及

步骤S33：清洗蜂窝基底：将步骤S32中的蜂窝基底取出，将其在去离子水中超声清洗多次；最后将蜂窝基底在500℃的马弗炉中加热2h。

6.如权利要求2所述的多活性组分催化剂的制备方法，其特征在于，所述贵金属为Pt或Pd或Pt-Pd，步骤S4包括以下步骤：

步骤S41：配置贵金属前驱体溶液，具体为：分别量取一定质量的四氨合硝酸铂或硝酸钯溶解到去离子水中，超声前驱体溶液充分溶解，贵金属含量含量为0.1-0.5g/L，蜂窝基底与溶液的体积比为1:5；

步骤S42：浸渍涂覆，具体为：将蜂窝基底浸渍到贵金属前驱体溶液中，浸渍1min；然后将整块的蜂窝基底取出来，用气流吹出蜂窝基底的孔道中残留的溶液。然后将蜂窝基底放入到微波炉中加热，直至其完全干燥；最后将蜂窝基底放入150℃的烘箱中加热5min；重复以上过程，直至贵金属前驱体溶液消耗完并且全部负载到蜂窝基底上，贵金属负载率为0.2％；以及

步骤S43：最后将蜂窝基底在500℃中退火5h，升温速率为5-20℃/min。