[发明专利]一种用于低温催化燃烧的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于低温催化燃烧的催化剂，其特征在于，由金属铈（Ce）和锰（Mn）的复合氧化物Ce_xMn_yO_z组成的固体粉末形态的催化剂；其中x=2～20，y=1～2，z=4～44。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂中铈元素和锰元素的摩尔比为9:1～1:1。

3.根据权利要求1或2所述的用于低温催化燃烧的催化剂的制备方法，其特征在于，采用溶胶凝胶法、共沉淀法或者水热法制备。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述溶胶凝胶法包括以下步骤：（1）将Ce前驱体的异丙醇溶液缓慢倒入Mn前驱体的异丙醇溶液中，搅拌使之形成稳定的凝胶；（2）将所述凝胶在80～120℃下干燥10～30h，得到固体；（3）将所述固体置于480～550℃下焙烧3h以上，降温后得到所述的用于低温催化燃烧的催化剂；

所述共沉淀法包括以下步骤：（1）将Ce前驱体的水溶液和Mn前驱体的水溶液混合均匀，得到金属前驱体混合溶液；（2）在70～90℃下，将碳酸钠或碳酸钾溶液缓慢加入到所述金属前驱体混合溶液中，调节pH值至8-9形成沉淀，抽滤得到固体并洗涤；（3）将所述固体放在80～120℃下干燥10～30h；（4）将所述固体置于480～550℃下焙烧3h以上，降温后得到所述的用于低温催化燃烧的催化剂；

所述水热法包括以下步骤：（1）将Ce前驱体的水溶液和Mn前驱体的水溶液混合均匀，得到金属前驱体混合溶液；（2）在水热反应釜中，将碳酸钠或碳酸钾水溶液缓慢加入到所述金属前驱体混合溶液中，调节pH值至8-9形成沉淀；（3）将所述水热反应釜升温至140～160℃下保持反应3h以上；（4）冷却至室温，抽滤得到固体，将洗涤后的固体放在40～80℃下干燥2～6h；得到所述的用于低温催化燃烧的催化剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述Ce前驱体为硝酸铈、硫酸铈、碳酸铈中的一种或两种；所述Mn前驱体为硝酸锰、硫酸锰，优选硝酸铈、硫酸锰中的一种或两种。

6.根据权利要求1或2所述的催化剂的应用，其特征在于，在低温催化燃烧挥发性有机物方面的应用。

7.根据权利要求6所述的催化剂应用，其特征在于，包括以下步骤：将所述催化剂装填入固定床反应器中，以含氧气体为氧化剂，将废气中的挥发性有机化合物催化燃烧后消除；所述催化燃烧温度为150～400℃。

8.根据权利要求7所述的催化剂应用，其特征在于，所述固定床反应器为石英固定床反应器；所述含氧气体为空气，其中氧气的体积分数为2%～20%。

9.根据权利要求7所述的催化剂应用，其特征在于，所述挥发性有机化合物为芳烃类挥发性有机化合物，所述挥发性有机化合物在废气中浓度为0.05～2vol%。

10. 根据权利要求6所述的催化剂应用，其特征在于，所述催化剂的装填量为25～150mg；每克所述催化剂处理废气的量为10～50 L/h。