[发明专利]一种通过还原性有机酸溶液刻蚀银掺杂的钙钛矿型金属氧化物提升其催化氧化性能的方法

说明书

本发明公开了一种通过还原性有机酸溶液刻蚀银掺杂的钙钛矿型金属氧化物提升其催化氧化性能的方法，首先将浓度为1％～20％的电负性大的银离子掺杂的钙钛矿型金属氧化物的催化剂混合于10～100mL浓度为0.1～3mol/L的还原性有机弱酸溶液中，所述钙钛矿型金属氧化物的催化剂具有ABO₃的立方体结构，再于还原性有机弱酸溶液中刻蚀，其次在10～80℃条件下搅拌0.1～3h的时间，刻蚀后溶液经充分过滤洗涤，在80℃条件下干燥24h，本发明通过电负性大的银离子掺杂使得在还原性有机弱酸溶液中刻蚀更加容易，适用于不同方法制备的银掺杂的钙钛矿型金属氧化物催化性能的改进，处理方法简便催化剂对VOCs、CH₄、CO等的催化燃烧性能显著提高，且耐热性好，结构稳定。

技术领域

本发明涉及废气处理技术领域，尤其涉及一种通过还原性有机酸溶液刻蚀银掺杂的钙钛矿型金属氧化物提升其催化氧化性能的方法。

背景技术

对于VOCs、CH4、CO等废气的治理，催化燃烧是一种经济有效的手段。作为一种传统的有机废气治理技术，催化燃烧法是我国目前VOCs治理的主要技术之一，该技术是将污染物气体通过催化剂床层，在相对较低的温度(一般为200～400℃)下将气体定向、高效的转化为无害的便于处理的物质。通过加入催化剂，改变了反应历程，降低了反应的活化能，有效解决了气体污染物浓度低、易逃逸的问题。其中高效低成本催化材料的开发是该技术推广应用的关键。

钙钛矿型金属氧化物催化剂因其优异的耐热性以及结构的稳定性而备受关注，目前报道的钙钛矿型金属氧化物催化剂通常在低温条件下催化活性不能满足工业应用需求。因此，在维持钙钛矿型金属氧化物材料优异的耐热性以及结构稳定性的前提下，提升其低温催化氧化性能是钙钛矿型催化剂能够符合工业应用需求的关键。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提供一种通过还原性有机酸溶液刻蚀银掺杂的钙钛矿型金属氧化物提升其催化氧化性能的方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种通过还原性有机酸溶液刻蚀银掺杂的钙钛矿型金属氧化物提升其催化氧化性能的方法，首先将浓度为1％～20％的电负性大的银离子掺杂的钙钛矿型金属氧化物的催化剂混合于10～100mL浓度为0.1～3mol/L的还原性有机弱酸溶液中刻蚀，所述钙钛矿型金属氧化物的催化剂具有ABO₃的立方体结构，其中A位是稀土元素或碱土元素，位于立方体结构的8个顶点处，B位是过渡金属元素，位于立方体结构的中心位置，O元素则在立方体结构6个面的中心位置，通过电负性大的银离子掺杂，削弱其表面终端A-O键的键强，使A-O键更易断裂，再于还原性有机弱酸溶液中刻蚀，从而暴露出催化活性强的B位过渡金属元素及大量的表面活性氧，其次在10～80℃条件下搅拌0.1～3h的时间，刻蚀后溶液经充分过滤洗涤，在80℃条件下干燥24h。

优选的，所述银离子掺杂的钙钛矿型金属氧化物包括通过在A位掺杂银离子，且不破坏其钙钛矿型金属氧化物的立方结构的方法合成。

优选的，所使用的还原性有机弱酸为草酸、DL-酒石酸、L(+)-酒石酸、D(-)-酒石酸中的一种或几种混合物，将还原性有机弱酸配成0.1～3mol/L浓度与银离子掺杂的钙钛矿型金属氧化物混合。

本发明有益效果：

本发明反应设备简单，反应时间短，反应便于操作；反应原料易得，原料及反应成本低，利于大规模生产；整个反应过程中，不使用也不产生任何有毒有害物质，完全符合清洁生产要求；通过电负性大的银离子掺杂使得在还原性有机弱酸溶液中刻蚀更加容易，所得的经还原性有机弱酸刻蚀的钙钛矿型复合金属氧化物的催化剂的催化氧化性能显著提高，且耐热性好，结构稳定。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。