[发明专利]一种用于VOCs消除的锰钴复合氧化物催化剂及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于VOCs消除的锰钴复合氧化物催化剂及制备方法和应用，将锰的可溶于水的盐和钴的可溶于水的盐分别溶解在去离子水中得到对应的锰溶液和钴溶液，将锰溶液和钴溶液混合并搅拌，加入尿素，放入反应器中进行加热搅拌，然后静置、抽滤洗涤、干燥、焙烧后得到锰钴复合氧化物催化剂。本发明制备的催化剂用于VOCs催化消除反应，催化剂对苯、甲苯(500ppm～4000ppm)具有较高的催化性能。在280℃保温70h，催化剂的催化性能基本不变，维持在22％左右。本发明制备催化剂具有工艺简单、价格低、效率高、催化剂性能好、稳定性高、无二次污染等优点。

技术领域

本发明涉及环境催化领域，具体为一种用于VOCs消除的锰钴复合氧化物催化剂及制备方法和应用。

背景技术

挥发性有机化合物(VOCs)是大气污染的主要原因之一，VOCs会破坏臭氧层，造成雾霾、引起光化学烟雾等环境问题，还会影响动植物的生长。由于VOCs来源广泛、危害大、成分复杂、治理难度大，已经广泛引起人类的高度重视。因此，降低VOCs的排放是重要且必要的。苯系物是VOCs的主要成分之一，主要包括甲苯、苯、二甲苯等，本发明选取甲苯、苯作为VOCs的代表物。目前VOCs净化技术主要包括回收技术和销毁技术，回收技术主要针对VOCs浓度高时，销毁技术主要适用于低浓度，以降解为目的的处理过程。其中，VOCs的催化氧化燃烧法因其可操作性强，应用范围广且反应条件温和、去除率高、无二次污染等优点，成为最经济有效的VOCs处理技术之一。

在催化氧化过程中，寻找高活性、高稳定性的催化剂一直是低温催化氧化VOCs的研究热点。现有可行的催化剂中，主要可分为两类：贵金属催化剂和非贵金属氧化物催化剂。贵金属催化剂通常表现出更优异的催化活性、选择性，但因贵金属成本高，储量低，反应条件复杂等因素的影响，限制了其在工业上的广泛应用。金属氧化物由于其效率高，耐热性和耐毒性好而成为最适用的催化剂。而传统的非贵金属氧化物催化剂虽然成本较低，但其催化活性较贵金属的低，很难达到工业排放的要求。考察具有良好催化活性的过渡金属催化剂是消除挥发性有机化合物的关键问题。

中国专利(申请号：CN 102172524A)公开一种用于消除VOCs的气体的层状氧化锰的制备方法和应用，该方法使用高锰酸钾为原料，使用缓冲溶液和分散剂调节制备出层状氧化锰，用甲苯和甲醛作为VOCs的代表物，甲醛完全转化需要240℃，甲苯完全转化需要220℃，存在催化剂制备过程复杂，且原料具有一定的腐蚀性等问题。

中国专利(申请号：CN 104353459A)公开了一种催化氧化VOCs的负载型双金属催化剂的制备方法及应用。通过两种组分之间的协同作用，促进了催化氧化的效率，通过选取苯、甲苯等作为VOCs的代表物，但存在甲苯完全氧化需要的温度过高等问题。

中国专利(申请号：CN 105289651A)公开了一种催化氧化VOCs的双金属催化剂及其制备方法和应用。采用二氧化钛为载体，贵金属为活性剂，过渡金属为助催化剂，通过纳米调控的手段制备催化剂。该方法甲苯完全转化的温度为180℃，但存在制备过程复杂，不易控制，价格昂贵等缺点。

发明内容

为克服现有技术中的问题，本发明目的在于提供一种用于VOCs消除的锰钴复合氧化物催化剂及制备方法和应用。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种用于VOCs消除的锰钴复合氧化物催化剂的制备方法，将锰的可溶于水的盐和钴的可溶于水的盐分别溶解在去离子水中，得到锰溶液和钴溶液，将锰溶液和钴溶液混合并搅拌均匀后加入沉淀剂，得到混合溶液，搅拌下，加热下进行反应，然后静置、抽滤、洗涤、干燥、焙烧后，得到用于VOCs消除的锰钴复合氧化物催化剂。