[发明专利]一种用于催化臭氧氧化挥发性有机物的催化剂制备方法

说明书

本发明公开了一种用于催化臭氧氧化挥发性有机物的介孔二氧化锰催化剂的制备方法。该制备方法将介孔硅材料浸渍于二价锰盐溶液中，经过滤除去浸渍液后，将浸渍产物再次浸渍于高锰酸盐溶液中，除去浸渍液后干燥、煅烧得到前驱体，然后用碱溶液除去模板剂，洗涤后得到所述的介孔二氧化锰催化剂。制备的催化剂应用于催化臭氧氧化挥发性有机物，具有催化活性高、寿命长的优点。

技术领域

本发明涉及环境技术领域，特别涉及一种用于催化臭氧氧化挥发性有机物的催化剂制备方法。

背景技术

挥发性有机化合物（VOCs）是一种在常温常压下，具有高蒸汽压和易挥发性的有机化学物质，是一类常见的大气污染物，减少VOCs的排放有助于改善大气环境质量、保护生态环境和保障人体健康，也是社会经济可持续发展的迫切需求。

臭氧具有强氧化性，是一种广谱杀菌剂，常用于医疗卫生、和餐饮食品行业杀菌消毒。CN101402047公开了一种臭氧分解催化剂及其制备方法，该催化剂以活性炭颗粒为载体，以锰、镍、银、铈为催化剂的活性组分。此外，如CN102513106A、CN101757933A各公开了一种臭氧分解催化剂及制备方法， 可有效去除废气中的臭氧。

介孔分子筛在催化、分离、生物及纳米材料等领域有广泛的应用前景，在催化、吸附分离以及高等无机材料等学科开拓了新的研究领域。如CN106944027A公开了一种毫米级介孔臭氧氧化催化剂的制备方法，该方法制备的毫米级介孔臭氧氧化催化剂含铈、钛、锆、氧，可显著提高臭氧氧化的矿化程度，可应用于废水处理。同时，金属氧化物也广泛用作催化臭氧氧化方法的催化剂，本发明利用介孔硅材料作为模板制备介孔二氧化锰催化剂应用于VOCs的催化臭氧氧化，优点是介孔二氧化锰的有序程度高，比表面积较大，化学稳定性好，可催化臭氧氧化VOCs，并将其降解为H₂O和CO₂，多余的臭氧可被催化分解为氧气，不会造成二次污染。

发明内容

本发明公开了一种用于催化臭氧氧化VOCs的催化剂制备方法，旨在提高臭氧对VOCs的深度氧化进而将VOCs降解为CO₂和H₂O等无害物质。

本发明所述一种用于催化臭氧氧化VOCs的催化剂制备方法包括下述步骤：

（1）采用介孔硅材料作为模板剂；

（2）将介孔硅模板浸渍于二价锰盐溶液中，过滤除去浸渍液；

（3）将步骤（2）中的浸渍产物再次浸渍于高锰酸盐溶液中，除去浸渍液后干燥、煅烧得到二氧化锰催化剂前驱体；

（4）采用碱溶液将步骤（3）中得到的二氧化锰催化剂前驱体中的介孔硅模板去除，过滤后用纯水洗涤滤饼干燥后得到介孔二氧化锰。

所述制备方法的步骤（1）所述的介孔材料为SBA-15，SBA-16，KIT-6，MCM-41中的一种或多种混合物。

所述制备方法的步骤（2）和步骤（3）中浸渍条件为机械搅拌、磁力搅拌和超声搅拌中的一种，浸渍时间为2~12小时。

所述制备方法的步骤（2）中二价锰盐溶液为氯化锰溶液、硫酸锰溶液、硝酸锰溶液、醋酸锰溶液中的一种或多种混合物，二价锰盐溶液浓度为0.015~0.6mol/L，溶液中二价锰盐的质量为硅模板质量的0.8~1.8倍。

所述制备方法的步骤（3）中高锰酸盐溶液为高锰酸钾溶液、高锰酸钠溶液中的一种或两种混合物，高锰酸盐溶液浓度为0.01~0.4mol/L。

所述制备方法的步骤（3）和步骤（4）中，干燥温度为60~100℃，干燥时间为12~16小时；煅烧温度为200~600℃，煅烧时间为4~10小时。