[发明专利]一种钴基催化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种钴基催化剂及其制备方法和用途，所述钴基催化剂包含由钴金属有机框架材料经热解得到的四氧化三钴，所述热解的温度为300‑500℃，所述钴基催化剂保留了未经热解前的钴金属有机框架材料的形貌结构特性；将其用于催化氧化挥发性有机物，其具有高的催化效率；本发明所述钴基催化剂用于催化氧化邻二甲苯的过程中，在高空速120000mL/(g·h)的条件下，T₅₀、T₉₀分别可达245℃、270℃，解决了传统Co₃O₄催化剂存在的催化活性低的问题。

技术领域

本发明属于催化材料领域，涉及一种钴基催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

随着社会和现代化学工业的发展，挥发性有机污染物的排放量日益增多，加重了大气环境的恶化，对动物、植物、农作物的生长和人类健康造成了极大的伤害，控制挥发性有机物的排放是世界各国所面临的一个重要课题。催化氧化法是在催化剂存在的条件下，将挥发性有机物转化成无污染的二氧化碳和水，操作温度一般在300-500℃范围内，系统控制相对简单，高温危险性低，不会产生氮氧化合物二次污染，其研究重点在于催化剂的开发。

CN109675559A公开了一种抗劣化的挥发性有机物净化催化剂及其制备方法，其载体的表面涂覆有催化氧化催化剂涂层；在催化氧化催化剂涂层中含有Al₂O₃、MnO₂与贵金属Pt；其制备方法包括：氯铂酸还原，贵金属Pt混合溶液浸渍到Al₂O₃粉末上，制备催化剂浆液，催化剂浆液涂覆在载体的表面，烘干与焙烧，此方案所述催化剂包含贵金属，催化剂成本高。

CN110898834A公开了一种用于消除挥发性有机物的催化剂及其制备方法，催化剂由载体、活性组分和助剂组成，载体是Nb₂O₅-Al₂O₃-CeVO₄；活性组分为Pt；助剂为MoO₃；Nb₂O₅-Al₂O₃-CeVO₄载体是通过CeVO₄负载Nb₂O₅和Al₂O₃来制备，Nb₂O₅/Al₂O₃质量比＝1:0.1-2，Nb₂O₅-Al₂O₃负载量为CeVO₄的2-6wt％；活性组分Pt和助剂MoO₃是通过乙酰丙酮铂(II)和乙酰丙酮钼负载到Nb₂O₅-Al₂O₃-CeVO₄载体来制备，Pt负载量为0.3wt％，Pt/MoO₃的质量比为1:(0.5-3)；此方案所述催化剂存在着成分复杂，以贵金属活性活性组分，成本高的问题。

因此，开发一种具有高的催化效率且成本较低的非贵金属催化剂用于催化氧化挥发性有机物仍具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钴基催化剂及其制备方法和用途，所述钴基催化剂包含由钴金属有机框架材料经热解得到的四氧化三钴，所述热解的温度为300-500℃，所述钴基催化剂保留了未经热解前的钴金属有机框架材料的形貌结构特性；将其用于催化氧化挥发性有机物，其具有高的催化效率；本发明所述钴基催化剂用于催化氧化邻二甲苯的过程中，在高空速为120000mL/(g·h)的条件下，T₅₀、T₉₀分别可达245℃、270℃，解决了传统Co₃O₄催化剂存在的低催化活性的问题。