[发明专利]一种低温催化氧化VOCs的催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种低温催化氧化VOCs的催化剂，其特征在于：以介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体作为复合载体，以Ru为活性组分，所述锆基固态离子液体为Zr_0.25[NMMPS]₂PW₁₂O₄₀、Zr_0.5[NMMPS]PW₁₂O₄₀、Zr_0.25[NMMPS]HPW₁₂O₄₀中的一种，所述活性组分Ru是采用光化学沉积方法负载的，且催化剂中Ru含量为1.0~3.0 wt%。

2.一种低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，其特征在于，是通过如下步骤实现的：

（1）介孔锰锆复合氧化物的制备

将醋酸锰溶液和硝酸氧锆溶液在室温下搅拌混合10~20min后，加入尿素和PVP继续搅拌25~35min，然后将所得的混合溶液于85~95℃处理12~24 h后，依次经离心、洗涤、干燥，再于350~450℃焙烧3~6h得到介孔锰锆复合氧化物；所述醋酸锰和硝酸氧锆的物质的量之比为(0.5~2):1，所述尿素的加入量为醋酸锰和硝酸氧锆总物质的量的10~15倍，所述PVP的加入量为醋酸锰和硝酸氧锆总质量的4~6wt%；

（2）复合载体的制备

1）离子液体前驱体NMMPS的合成

将超声反应器中加入1,3-丙烷磺酸内酯和对二甲苯，溶解后向超声反应器中通N₂ 1~2h；然后打开超声反应器并将功率维持在200~300W，并通过恒压滴液漏斗以10~15滴/min的速度向超声反应器中滴加吗啡啉，滴加完毕后继续反应4~6h得到乳白色反应混合物，再将反应混合物进行离心，所得的白色沉淀用乙酸乙酯洗涤后，再在75~85℃下干燥5~8h，所得到的固体即为NMMPS；

介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体复合载体的制备

向去离子水中加入介孔锰锆复合氧化物、硝酸氧锆、NMMPS、磷钨酸得到混合物，在室温下搅拌25~35min后转移至超声反应器中再于200~400W反应5~10h，然后依次进行离心、干燥后得到介孔锰锆复合氧化物负载锆基固态离子液体的复合载体；混合物中锰锆复合氧化物的质量浓度为10~20g/100mL；硝酸氧锆、NMMPS、磷钨酸的按物质的量比(0.25~0.50) :(1.0~2.0):1.0混合反应得到锆基固态离子液体；所述锆基固态离子液体中NMMPS的物质的量浓度为0.10 mol/L；

（3）活性组分Ru的负载

向三口烧瓶中依次加入氯化钌溶液、复合载体、甲酸，然后向三口烧瓶中通入N₂，并在250 W紫外光的照射下搅拌反应2~6 h，将所得的混合物经离心、洗涤、干燥得到Ru含量为1.0~3.0 wt%的催化剂。

3.如权利要求2所述的低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述醋酸锰溶液的浓度为0.1~0.3 mol/L，所述硝酸氧锆溶液的浓度为0.1 ~ 0.3mol/L，所述。

4.如权利要求2所述的低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中的分步骤1）中，所述1,3-丙烷磺酸内酯在对二甲苯中的物质的量浓度为1moL/L，1,3-丙烷磺酸内酯与吗啡啉的物质的量之比为1：1。

5.如权利要求2所述的低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中分步骤1）中，N₂的流速为20~50mL/min。

6.如权利要求2所述的低温催化氧化VOCs的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中分步骤2）中，所述锆基固态离子液体为Zr_0.25[NMMPS]₂PW₁₂O₄₀、Zr_0.5[NMMPS]PW₁₂O₄₀、Zr_0.25[NMMPS]HPW₁₂O₄₀中的一种。