[发明专利]一种低温等离子体辅助制备尖晶石型催化剂的方法

权利要求书

1.一种低温等离子体辅助制备用于VOCs催化燃烧尖晶石型催化剂的方法，其特征在于采用溶胶-凝胶法制备催化剂前驱体：以柠檬酸为络合剂，往含A位、B位元素的金属盐混合溶液中加入络合剂，形成含金属络合物的混合溶液，混合溶液搅拌蒸发得到湿凝胶，湿凝胶依次经干燥、预处理得到催化剂前驱体；将催化剂前驱体置于介质阻挡放电等离子体反应器中，在氧气或空气氛围下，对催化剂前驱体进行等离子体处理得到尖晶石型催化剂；

其中，A位元素为Zn，B位元素为Cr；或A位元素为Cu、Co中的一种，B位元素为Mn；或A位元素为Co，B位元素为Fe；A位元素与B位元素的摩尔比为1:2；

所述的金属盐混合溶液的浓度为1～4mol/L；

所述的A位元素和B位元素对应的金属离子总量与柠檬酸的摩尔比为1:1～1:1.5；

所述的搅拌蒸发的温度为60～80℃；所述的干燥的温度为90～120℃；所述的预处理的温度为200～400℃，预处理的时间1～3h；

所述的介质阻挡放电等离子体反应器的参数为：放电功率为20～40W，按照流量30mL/min通入氧气或空气，处理时间为10～180min。

2.根据权利要求1所述的低温等离子体辅助制备用于VOCs催化燃烧尖晶石型催化剂的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤(1)、将含A位和B位元素的可溶性金属盐溶解于去离子水中，得到混合均匀的金属盐溶液；

步骤(2)、以柠檬酸为络合剂，加入到步骤(1)制得的金属盐溶液，混合均匀，形成含金属络合物的混合溶液；混合溶液搅拌蒸发，得到湿凝胶；湿凝胶依次经干燥、磨碎、预处理得到催化剂前驱体；

步骤(3)、催化剂前驱体装入介质阻挡放电等离子体反应器中，在氧气或空气氛围下对催化剂前驱体进行低温等离子体处理，得到尖晶石型催化剂。

3.根据权利要求2所述的低温等离子体辅助制备用于VOCs催化燃烧的尖晶石型催化剂的方法，其特征在于所述的可溶性金属盐为硝酸盐、氯化盐或硫酸盐中的一种。

4.权利要求1制备的尖晶石型催化剂在VOCs燃烧反应中的应用，其特征在于所述的VOCs为甲苯，以空气为平衡气，VOCs浓度为500～2000ppm，空速为15000～30000mL·g_cat^-1·h^-1，反应温度为200～280℃。