[发明专利]一种负载铂的花状铁铈复合材料及其制备方法与在低温热催化处理甲苯中的应用

说明书

本发明公开了一种负载铂的花状铁铈复合材料及其制备方法与在低温热催化处理甲苯中的应用，将铁盐溶剂热反应后煅烧，得到花状多孔氧化铁；螯合剂存在下，将花状氧化铁在溶剂中与铈盐反应，得到花状铁铈复合材料；将花状铁铈复合材料与含有铂盐的溶液混合后去除溶剂，再经过低温煅烧得到负载铂的花状铁铈复合材料；将负载铂的花状铁铈复合材料置入含有甲苯的环境中，低温加热，完成甲苯的处理。本发明利用固定床反应器完成甲苯的处理，优选的，低温完全催化氧化甲苯气体的最佳温度为195℃。

技术领域

本发明属于纳米复合材料技术领域，具体涉及一种负载铂的花状铁铈复合材料及其制备方法与在低温热催化处理甲苯中的应用。

背景技术

随着经济社会的迅速发展，空气污染日益严重，给人类以及动植物带来了极大危害，而其中的挥发性有机化合物VOCs（如：甲醛、乙醛、苯、甲苯、二甲苯等）因种类繁多，浓度较低而难以彻底去除，而且能形成二次污染物，而成为空气治理的重中之重。甲苯是室内常见挥发性有机物之一，甲苯气体的排放主要来自建筑材料、室内装饰材料和生活及办公用品；家用燃料和烟叶的不完全燃烧等，对人体的危害十分严重，因此处理甲苯气体的污染对未来的发展十分重要。通常，贵金属型催化剂常被用于低温催化氧化处理甲苯，而在实际应用中，贵金属通常需要载体来支撑，以实现更好的分散以及更好的稳定性。常用的载体有CeO₂, MnO₂, Co₃O₄等。载体对于催化过程中电子的流动起了重要的作用，为了提升催化效果及经济性，双金属氧化物成为了一种很好的选择。它利用双金属之间的相互作用，可以更好的促进电子的转移，从而有效提升催化效果。

氧化铁是一类方便制备且价格低廉的载体，但是其低温热催化的活性还有待提高，而氧化铈作为我国储量丰富的稀土材料，具有良好的储存释放氧的能力。现有技术对于如何将两者的优点结合，并将金属纳米粒子均一负载其表面的制备方法都相对复杂，还有如何实现催化剂在低温下催化，这些都亟待解决。因此，针对现状，很有必要研发一种有效的方法和负载型催化剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种负载铂的花状铁铈复合材料及其制备方法，采用浸渍法，将铂纳米粒子负载到花状铁铈复合材料上，以实现低温高效处理甲苯气体的目的。

为了达到上述目的，本发明采用如下具体技术方案：

一种负载铂的花状铁铈复合材料，其制备方法包括以下步骤：

（1）将铁盐溶剂热反应后煅烧，得到花状多孔氧化铁；

（2）螯合剂存在下，将花状氧化铁在溶剂中与铈盐反应，得到花状铁铈复合材料；

（3）将花状铁铈复合材料与含有铂盐的溶液混合后去除溶剂，再经过低温煅烧得到负载铂的花状铁铈复合材料。

一种低温热催化处理甲苯的方法，包括以下步骤：

（1）将铁盐溶剂热反应后煅烧，得到花状多孔氧化铁；

（2）螯合剂存在下，将花状氧化铁在溶剂中与铈盐反应，得到花状铁铈复合材料；

（3）将花状铁铈复合材料与含有铂盐的溶液混合后去除溶剂，再经过低温煅烧得到负载铂的花状铁铈复合材料；

（4）将负载铂的花状铁铈复合材料置入含有甲苯的环境中，低温加热，完成甲苯的处理。

本发明中，铁盐为硫酸铁水合物；铈盐为六水合硝酸铈；铂盐为氯铂酸，含有铂盐的溶剂为水；螯合剂为六亚甲基四胺（HMT）。