[发明专利]用于氯代烃低温催化消除的Mn和Ba共促进的四氧化三钴催化剂及制备和应用

说明书

本发明公开一种用于氯代烃低温催化消除的Mn和Ba共促进的四氧化三钴催化剂及制备和应用。该催化剂是Mn和Ba共促进的Co₃O₄，其中Ba与Co的摩尔比为1：50，Mn与Co的比为1：3，形成的Mn_xCo_3‑xO₄为主要活性组分，BaCO₃为催化剂助剂。催化剂采用两步共沉淀法制备，沉淀剂分别为氨水和Na₂CO₃。该催化剂对氯乙烯、氯本和二氯苯均具有较好的催化效果。该催化剂制备方法简单，Mn和Ba共修饰可以有效提高Co₃O₄催化剂对于氯代烃的吸附活化和氧化，特别适用于低温催化燃烧消除氯代挥发性有机物。

技术领域

本发明属于催化环保技术领域，具体涉及一种用于氯代烃低温催化消除的Mn和Ba共促进的四氧化三钴催化剂及制备和应用。

背景技术

近年来，环境污染已成为国际国内社会关注和讨论的热点问题。含氯挥发性有机物(CVOCs)作为VOCs中典型的一种被广泛应用于工业、农业、农药、医药、有机合成等领域。它们在使用过程中通过挥发、泄漏、排放等途径进入环境中，会造成臭氧层的破坏、光化学烟雾和全球变暖，并且C VOCs难于生物降解，易在生物体内累积，具有很强的致癌、致畸、致突变的“三致”作用。因此，引起了研究者们极大的关注。在1977年美国公布的129种环境污染物中，有60种为卤代烃及其衍生物;并且被美国国家环境保护局列入17类减少排放的高毒害化学品之一。欧共体公布的废气“黑名单”上，排在首位的是卤代物及其衍生物。我国1989年提出的68种优先控制污染物中也有25种为含氯挥发性有机物。鉴于C VOCs对人类健康和环境的危害，世界各地展开了治理C VOCs废气的技术研究，探索出多种处理方法，其中较为成熟的技术有焚烧法、催化燃烧法、冷凝法、生物法、催化还原法、光化学氧化法、紫外光解法、吸收法和吸附法等。

目前用于VOCs催化燃烧的催化剂主要是贵金属催化剂，但贵金属催化剂成本仍然相对较高，且稳定性相对较差。Co₃O₄是目前用于VOCs去除活性最高的过渡金属之一。但其用于含氯挥发性有机物催化燃烧通常会生成多氯代副产物。且纯的Co₃O₄在制备过程中通常会发生颗粒长大。因此，本发明公开一种Mn和Ba共促进的Co₃O₄，一方面通过Mn对晶格的掺杂提高氧化还原能力，另一方面通过BaCO₃对Co₃O₄的表面修饰促进氯代烃的活化吸附。

发明内容

发明目的在于提供一种用于氯代烃低温催化消除的Mn和Ba共促进的四氧化三钴催化剂。

本发明的再一目的在于：提供一种上述用于氯代烃低温催化消除的Mn和Ba共促进的四氧化三钴催化剂产品的制备方法。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种用于氯代烃低温催化消除的Mn和Ba共促进的四氧化三钴催化剂，其特征在于，为Mn和Ba共促进的Co₃O₄，其中Ba与Co的摩尔比为1：50，Mn与Co的比为1：3，形成的Mn_xCo_3-xO₄为主要活性组分，BaCO₃为催化剂助剂。

本发明提供一种用于氯代烃低温催化消除的Mn和Ba共促进的四氧化三钴催化剂的制备方法，其特征在于采用两步共沉淀法制备，通过对Co₃O₄的晶格和表面进行调控，促进含氯挥发性有机物的吸附活化和氧化，沉淀剂分别为氨水和Na₂CO₃，具体如下：