[发明专利]LaNix

说明书

本发明属于降解VOC领域，是一种La系钙钛矿在光热协同催化降解甲苯。本发明采用溶胶凝胶法制备了LaNiO₃，并对其进行气态甲苯氧化测试，并研究LaNiO₃对其B位进行掺杂Co，并研究不同掺杂量LaNi_xCo_1‑xO₃（x=0,0.25,0.5,0.75）钙钛矿催化剂的催化行为对催化降解甲苯活性的影响。其中LaNi_0.75Co_0.25O₃是一种很有前景的催化剂。

技术领域

本发明属于催化降解挥发性有机化合物领域，尤其是一种La系钙钛矿在光热协同下催化降解甲苯。

背景技术

在降解有机污染物的技术中，热催化技术以其较好的经济可行性和降低挥发性有机化合物的有效性得到了广泛的应用。在这一技术中，催化剂对于高的污染物消除效率起着非常决定性的作用，通常包括贵金属和金属氧化物两大类。与贵金属相比，金属氧化物由于其价格低廉、活性较高的特点，被认为是一种更有前途的催化剂。近年来，分子通式为ABO₃的钙钛矿型金属氧化物被发现是VOCs总氧化的有效催化剂。作为一种p型半导体材料，部分perovskite (ABO₃)具有较窄的带隙，对可见光具有较好的光响应性。由于其结构的柔性和光催化性能的优异，引起了广泛的研究兴趣。在理想的稀土钙钛矿结构中，A型阳离子较大时，其八面体配位为12个阴离子，B型阳离子较小时，其八面体配位为6个阴离子。由于带隙工程对A或B位点的灵活变换，ABO₃钙钛矿在光催化领域得到了广泛的研究如CO₂的光还原、水的光催化分解、染料的光催化降解等；

分子通式为ABO₃的钙钛矿型混合金属氧化物在催化应用中的主要特征包括其结构中过渡金属离子的夹杂价态和反常态价态的稳定性、缺陷位点的存在和高氧迁移率。在钙钛矿中，LaNiO₃表现出较高的热稳定性和氧迁移率，在VOCs的催化氧化中表现出较好的活性。A、B位离子替换阳离子能够变动金属阳离子的构成和对称性，在不改变结构的情况下直接作用于金属阳离子的价态。本次实验对比了制备LaNi_xCo_1-xO₃(x=0、0.25、0.5、0.75、1)钙钛矿型催化剂用于催化降解甲苯。

发明内容

本发明针对现有技术中存在催化剂载体价格昂贵，反应温度高，催化剂降解VOC性能差，提供一种LaNi_xCo_1-xO₃(x=0、0.25、0.5、0.75、1)型钙钛矿催化降解甲苯催化剂及其制备方法。本发明制备的催化剂制备工艺简单，低温活性较好，同时具备优异的脱VOCS性能。此外本发明所使用的催化剂活性好，价格低廉，在我国具有丰富的储存量，可以大规模用作催化剂的廉价载体。

进一步，所述催化剂中的LaNi_xCo_1-xO₃的Co：Ni为1：3。

上述的LaNi_xCo_1-xO₃(x=0、0.25、0.5、0.75、1)催化剂制备方法，步骤如下：

（1）称取0.25mmol即0.6227g四水乙酸钴及0.75mmol即1.8663g四水乙酸镍于500mL的烧杯中，再称取1.0mmol即3.2492g硝酸镧于同一烧杯中，然后称取2.0mmol即4.2028g一水合柠檬酸做络合剂于此烧杯，最后滴加6g聚乙二醇做分散剂，并加入约150mL无水乙醇做溶剂。

（2）将混合物放在磁力搅拌器上搅拌约2h至药品完全溶解，然后将烧杯转入超级恒温水槽中进行85℃水浴恒温加热，水浴恒温加热约6h后形成湿凝胶，将所得的湿凝胶取放在坩埚内，坩埚用普通电炉预加热去除柠檬酸，马弗炉700度，7小时。