[发明专利]一种弱晶化整体式锰氧化物催化剂的制备方法及其产品

说明书

本发明公布了一种弱晶化整体式锰氧化物催化剂的制备方法及其产品，利用电沉积方法，以醋酸锰为前驱体，以SDBS为表面活性剂，在整体式泡沫镍基底上原位生长弱晶化锰氧化物。氨水调节前驱体溶液的pH值，提高了催化剂的沉积率，采用SDBS表面活性剂改变了原位生长过程中活性组分与载体之间的相互作用。所得催化剂兼具了弱晶化和低脱落率特性，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种整体式催化剂制备方法，具体涉及一种弱晶化整体式锰氧化物催化剂的制备方法及其产品。

背景技术

空气污染问题越来越受到人们的重视，空气污染的问题将会影响人类的生存环境以及人类本身的健康，因此如何有效降低空气污染是一个亟需解决的课题。目前，催化法是一种解决空气污染问题的有效方法，催化法是将有害的气体转化为其他物质，以此来减轻空气的污染，因此如何制备出有效，无污染的催化剂以及对催化剂进行改性广泛受到工业界的关注。

目前整体式催化剂被广泛用于有害气体的催化剂，整体式催化剂是将催化活性材料与载体相结合，与载体的相互作用较强，因为相比于传统粉末催化剂，整体式催化剂不容易脱落，而且也不容易团聚，利于回收。

锰基催化剂催化有害气体较多的催化剂，如丙烷的催化燃烧，苯的去除，一氧化氮的选择性催化还原（SCR）等，因此锰被认为是过渡金属元素中非常有潜力的元素。尤其是弱晶化锰氧化物，因其具有较多Mn、O缺陷位，性能相比于晶化度高的锰氧化物具有显著的提升。因此制备弱晶化整体是锰氧化物，是提高其催化性能的有效手段。

但整体式催化剂成型往往需要高温处理来去除粘结剂和造孔剂，增强活性组分与整体式载体的相互作用。因此，弱晶化与低的脱落率难以兼顾。本发明采用的电化学沉积法是原位生长制备，并且使用表面活性剂来对锰基催化剂进行改性以此来加固催化剂与载体之间的作用力，减少催化剂的脱落率。

发明内容

为解决整体式催化剂弱晶化和低脱落率问题，本发明目的在于提供一种弱晶化整体式锰氧化物催化剂的制备方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的弱晶化整体式锰氧化物催化剂产品。

本发明目的通过下述方案实现：一种弱晶化整体式锰氧化物催化剂的制备方法，利用电沉积方法，让醋酸锰和表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）混合作为前驱体溶液，然后，加入氨水搅拌后，在泡沫镍基底上原位生长弱晶化锰氧化物，加强载体与弱晶化锰氧化物的相互作用，以减小活性组分的脱落率，包括以下步骤：

（1）将泡沫镍裁剪成1cm×5cm的矩形；

（2）将氨水与去离子水按体积比1:9比例混合，配制成稀氨水；

（3）将醋酸锰溶于去离子水，配置成0.2M的锰化合物溶液在磁力搅拌30分钟后，加入十二烷基苯磺酸钠（SDBS），使得掺杂的表面活性剂在溶液中的浓度为0.1M，搅拌2个小时后，逐滴加入1ml步骤（2）中的稀氨水，再搅拌12小时，记为溶液A；

（4）取40ml溶液A放置在一小烧杯中，将铂电极和甘汞电极分别接上电化学工作站的对电极和参比电极，并将裁剪好的泡沫镍接上工作电极；

（5）将泡沫镍，铂电极和甘汞电极同时浸入步骤（4）装有溶液A的小烧杯中，采用恒压电沉积方法，设置沉积电压为1.5V、沉积时间为600s，开始沉积，在泡沫镍上沉积锰；

（6）将沉积锰的泡沫镍取下，置于玻璃皿中，并在70℃的烘箱中干燥12小时，得到干燥好的泡沫镍；

（7）将干燥好的泡沫镍放入马弗炉中，在300℃的温度下焙烧4小时，升温速率是2℃/min，得弱晶化整体式锰氧化物催化剂。

本发明还提供了一种弱晶化整体式锰氧化物催化剂，根据上述所述方法制备得到。

催化剂的脱落率的计算方法：采用整体式锰基催化剂，称取负载有0.01g的催化剂进行60分钟的超声处理，然后将其干燥，再称取该催化剂的质量，计算出脱落的量，本发明加入SDBS的催化剂的脱落率只有1%。