[发明专利]一种含锰整体式电辅助金属蜂窝催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种含锰整体式电辅助金属蜂窝催化剂的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：

(1)金属基底的表面预处理：将金属蜂窝基底浸泡在0.5-2.0mol/L盐酸溶液中超声3-20min除去表面氧化物，然后用水冲洗干净；

(2)含锰前驱体液的配制：将高锰酸钾、乙酸和葡萄糖溶液混合，持续搅拌0.5-4h后，得到含锰前驱体液，将其置于水热反应釜中；高锰酸钾、乙酸和葡萄糖在含锰前驱体液中的浓度分别为0.05-0.30mol/L、0.05-1.20mol/L和0.01-0.10mol/L；

(3)将经过步骤(1)预处理后的金属蜂窝基底浸泡在步骤(2)所得含锰前驱体液中，在100-200℃水热反应5-40h；然后取出在蒸馏水中超声2-20min；最后在50-150℃干燥5-20h，得到含锰整体式电辅助金属蜂窝催化剂，其中锰元素的质量百分数为10-70wt.％。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述金属蜂窝基底的材质是不锈钢、铁铬铝合金、镍铬合金、金属铝或铝合金。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述盐酸溶液的浓度为0.8-1.3mol/L，所述超声时间为8-15min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述搅拌的转速为600-1500r/min，搅拌的时间为1.5-2h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述水热反应温度为120-160℃，水热时间为10-24h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述超声时间为5-10min，所述干燥温度为80-120℃。

7.一种由权利要求1-6任一项所述的制备方法制得的含锰整体式电辅助金属蜂窝催化剂，其特征在于：所述催化剂中锰元素的质量百分含量为10-70％。

8.根据权利要求7所述的含锰整体式电辅助金属蜂窝催化剂在臭氧催化分解中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述臭氧催化分解是在气固相反应装置上进行：将含锰整体式电辅助金属蜂窝催化剂置于反应管中，催化剂两端接通导线连接直流电源；在通入臭氧气体进行反应时，通过直流电源向催化剂施加稳定的电流，以辅助调控催化剂中氧化还原反应电子得失速率，进而控制催化剂中Mn³⁺与Mn⁴⁺相互转化速率达到动态平衡，提高催化剂臭氧分解的反应稳定性和抗水能力。