[发明专利]一种类水滑石衍生复合氧化物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种类水滑石衍生复合氧化物及其制备方法和应用，本发明类水滑石衍生复合氧化物的结构式为：Co_3‑xMn_xCu_0.1Al_0.9O₄，其中x的值在1‑1.5之间。制备过程如下：将A溶液、B溶液和C溶液混合均匀，得到混合金属盐溶液D，其中，A溶液采用钴盐溶液，B溶液采用锰盐溶液，C溶液采用铜盐和铝盐的无水乙醇混合溶液；调节混合金属盐溶液D的pH值偏碱性，然后进行水热反应、过滤、洗涤、干燥，得到前驱体；将所述前驱体于400‑500℃焙烧4‑6h，得到所述类水滑石衍生复合氧化物。本发明类水滑石衍生复合氧化物具有生产成本低廉、反应活性较高、结构稳定性强，具有良好的工业化应用前景。

技术领域

本发明属于环境功能材料制备技术领域，具体涉及一种类水滑石衍生复合氧化物及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会经济的快速发展，大气污染物的种类、排放量都在快速增长。目前的工业企业门类众多，不同行业、不同企业由于使用的原料、采用的工艺路线、选用的生产设备以及控制污染物排放的措施不同，导致了不同工业源的VOCs排放具有一定的特殊性，需要针对具体排放源开展技术工艺路线的开发。

各类工业导致的VOCs大气污染中，毒性强、处理难度大且为剧毒二噁英(PCDDs)类污染物的前驱化合物之一的CVOCs处理尤为重要。CVOCs的治理技术包含物理方法和化学方法，其中物理方法是采用非破坏性方法将CVOCs回收(物理吸附、冷凝法、膜分离等)，化学方法是采用破坏性方法将其氧化分解为无毒或低毒物质(直接燃烧、催化燃烧、生物降解等)。

在各类处理处置技术中，催化氧化法因具有起燃温度低、反应活性高、选择性可控、可直接氧化至二氧化碳和水等最终产物等特点，被认为是较为经济可靠的VOCs处置方法，其技术关键在于各类催化剂的选择和设计。

当前，包括贵金属、分子筛、金属氧化物等在内的催化剂体系均有一定的研究和应用价值，其中贵金属催化剂无疑是公认催化效率最高的类型之一，但在处理CVOCs过程中，高毒副产物一直是限制其应用的瓶颈，且其价格昂贵，易烧结，经济性差。分子筛具有大比表面积、孔径可调、丰富的酸性位点等特点，但是存在氧化能力不足，容易发生炭沉积和氯中毒，从而导致材料失活和结构破坏。金属氧化物催化剂价格低廉、结构多样且有更好的热稳定性和抗氯性，但与贵金属催化剂相比催化活性低，同时也存在易失活等问题。因此亟需一种催化效果好且高稳定性的CVOCs处理催化材料。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种类水滑石衍生复合氧化物及其制备方法和应用，本发明类水滑石衍生复合氧化物具有生产成本低廉、反应活性较高、结构稳定性强，具有良好的工业化应用前景。

本发明采用的技术方案如下：

一种类水滑石衍生复合氧化物，该类水滑石衍生复合氧化物的结构式为：

Co_3-xMn_xCu_0.1Al_0.9O₃，其中x的值在1-2之间。

本发明如上所述类水滑石衍生复合氧化物的制备方法，包括如下过程：

将A溶液、B溶液和C溶液混合均匀，得到混合金属盐溶液D，其中，A溶液采用钴盐溶液，B溶液采用锰盐溶液，C溶液采用铜盐和铝盐的无水乙醇混合溶液；

调节混合金属盐溶液D的pH值偏碱性，然后进行水热反应、过滤、洗涤、干燥，得到前驱体；

将所述前驱体于400-500℃焙烧4-6h，得到所述类水滑石衍生复合氧化物。

优选的，所述钴盐溶液中，钴含量为0.2-1.0mol/L；锰盐溶液中，锰含量为0.2-1mol/L；C溶液中，铜与铝含量为0.2-1.0mol/L，铝含量为0.2-1.0mol/L。