專利名稱：一種用于催化氧化揮發(fā)性有機物的介孔金屬氧化物負載鈀催化劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種催化劑，具體涉及一種用于催化凈化揮發(fā)性有機物的介孔金屬氧化物負載鈀催化劑，特別涉及一種用于以化學工業(yè)尾氣為代表的室外源和以室內(nèi)材料的氣體釋放為代表的室內(nèi)源揮發(fā)性有機物催化凈化的介孔金屬氧化物負載鈀催化劑。
背景技術：
近年來，由揮發(fā)性有機污染物(VOCs)，所帶來的空氣污染問題日趨受到人們的關注。苯系物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其人類生活中被廣泛應用，是最常見的一類VOCs，有較大的毒性，可嚴重危害人體健康(A Jones, Atmos Environ, 1999, 33,4535, J J Spivey, IndustEngineer Chem Res，1987，26，2165)。目前，去除苯系物的主要方法很多，如:有吸附法、焚燒法、光催化法和催化氧化法等(F I Khan, et al., J Loss Prevent Pro Indust, 13,527)。其中，催化氧化法是去除VOCs的最有效方法，也是苯系物去除領域的前沿研究熱點(T Garcia, et al., Appl Catal B:Environ, 2006,62,66, H Einaga, et al., J Catal,2004，227，304)。完全催化氧化VOCs的研究主要集中在貴金屬催化劑和金屬氧化物催化劑。貴金屬催化劑被公認為具有非常好的完全催化氧化VOCs性能。相對于Pt來說，貴金屬Pd具有更高的熱穩(wěn)定性，低成本和較好的對揮發(fā)性有機物的催化活性(s Huang, et al., CatalToday, 2008,139,15)。Huang 等(S Huang, et al.，Catal Today, 2008,139,15)研究了氧化鋁負載不同貴金屬催化氧化鄰-二甲苯的活性，發(fā)現(xiàn)負載貴金屬Pd的催化劑活性遠好于其他催化劑。同時，Kim(H S Kim, et al.，Appl Catal A:Gen，2005，280，125)、Guisnet (PDege, et al., Appl Catal B:Environ, 2000, 27,17)和 Huang (S Huang, et al., CatalToday, 2008，139，15)等均證實了負載Pd催化劑對苯系物具有很好的催化氧化能力。近年來，有序介孔過渡金屬氧化物具有均一的孔徑分布和更為開放的孔系統(tǒng)而受到廣泛關注(P Yang, et al.，Nat, 1998, 396,152, B Lee, et al.，Chem Commun, 2001,2118, F Jiao, et al., J Am Chem Soc，2006，128，5468，A Rumplecker,et al.,Chem Mater,2007,19,485, A K Sinha, et al., Angewandte Chem, 2007,119, 2949, H Tiiysiiz, et al.,Chem Commun, 2008,4022)。很多研究者(A Rumplecker, et al., Chem Mater, 2007,19,485,A Sayari, et al., Micropor Mater,1997,12,149, M Kruk, et al., Chem Mater,2001,13,3169，B Tian, et al., J Am Chem Soc，2004，126，865，T Tsoncheva, et al., Appl CatalB:Environ,2009,89,365,Y Xia，et al.,Catal Commun, 2010,11,1171)以不同結(jié)構(gòu)的氧化硅(如SBA-15，SBA-16，KIT-6等)為硬模板合成了介孔Co3O4材料，其介孔結(jié)構(gòu)與這些模板是對映體，具有原模板的空間構(gòu)型，如:SBA_15 (2d_hexagonal p6mm), KIT-6 (bicontinuouscubic Ia3d)和SBA-16 (lm3n)。通過考察其催化氧化直鏈VOCs能力，發(fā)現(xiàn)介孔結(jié)構(gòu)具有更為開放的孔系統(tǒng)，利于反應物的吸附和擴散(H Tuysuz, et al.，Chem Commun, 2008,4022,Y Xia, et al., Catal Commun,2010,11,1171, J Deng, et al., J Phys Chem C,2010,114,2694)。這些獨特的物理化學性質(zhì)使得有序介孔過渡金屬氧化物不僅可以用作催化劑還可以作為載體(H Tiiysiiz, et al., Chem Commun, 2008,4022, C Y Ma, et al., J Am Chem Soc,2010，132，2608)。關于貴金屬負載于介孔金屬氧化物催化劑用于催化氧化VOCs的報道較少，目前只有 Ma(C YMa, et al.，JAm Chem Soc，2010，132，2608)報道了在介孔 Co3O4 上負載了 Au用于催化氧化乙烯。而貴金屬Pd負載于介孔金屬氧化物催化劑的制備以及催化揮發(fā)性有機物的活性還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，為了解決現(xiàn)有金屬氧化物催化劑體系低溫活性差、CO2選擇性低等缺點，本發(fā)明首次提供了一種介孔金屬氧化物負載Pd催化劑及其制備方法，可以用于化學工業(yè)廢氣與室內(nèi)空氣中揮發(fā)性有機物的催化凈化。本發(fā)明的催化劑包括貴金屬鈀和至少一種選自過渡金屬的具有介孔結(jié)構(gòu)的金屬氧化物。所述的催化劑中，過渡金屬包括:鈧(Sc)、鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)、釔(Y)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鑰(Mo)、锝(Tc)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎘(Cd)、鉿(Hf)、鉭(Ta)、鎢(W)、錸(Re)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉬(Pt)、金(Au)或其2者或2者以上的混合物；作為優(yōu)選，所述過渡金屬選自鈷(Co)、鈰(Ce)和錳(Mn)中的任意一種或其2者或2者以上的混合物。在所述的催化劑中，鈀(Pd)元素和過渡金屬元素的摩爾比為0.005-0.1，優(yōu)選
0.0l-0.02ο本發(fā)明的目的之一還在于提供一種介孔金屬氧化物負載鈀催化劑的制備方法。本發(fā)明所述介孔金屬氧化物負載鈀催化劑，其制備方法可以為共沉淀法、軟模板法和硬模板法等。所制備的催化劑中，過渡金屬氧化物具有介孔結(jié)構(gòu)。一.共沉淀法(I)將Pd鹽和過渡金屬鹽配成混合溶液，所述混合溶液中，以金屬元素的摩爾比計，鈀和過渡金屬的比例為0.005 0.1 ;(2)以過量碳酸鈉作為沉淀劑，在60 120°C溫度條件下攪拌0.5 48h ;(3)進行抽濾和洗滌，得到濾餅；(4)將濾餅烘干，于300 800°C在空氣中焙燒，得到所述介孔金屬氧化物負載鈀催化劑；優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述鈀鹽優(yōu)選氯化鈀、硝酸鈀、硫酸鈀中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述過渡金屬的鹽包括鈷鹽或鈰鹽或錳鹽或其2者或2者以上的混合物。所述鈷鹽優(yōu)選硝酸鈷和硫酸鈷中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；鋪鹽優(yōu)選為氯化亞鋪、硝酸鋪、硝酸鋪銨、硫酸鋪中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；錳鹽優(yōu)選硝酸錳、硫酸錳、氯化錳中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；優(yōu)選地,所述步驟(2)中，所述攪拌時間優(yōu)選I 24h,進一步優(yōu)選4 15h,例如5h、6h、8h 或 12h ；
優(yōu)選地，所述步驟(2)中，所述溫度優(yōu)選為60 100°C，更優(yōu)選70 98°C，進一步優(yōu)選80 95 °C ；優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述洗滌優(yōu)選采用去離子水洗滌，洗滌次數(shù)優(yōu)選I 5次，例如2 4次，包括3次；優(yōu)選地，所述步驟(4)中，所述烘干優(yōu)選于80 120°C下烘干；進一步優(yōu)選放入烘箱中于80 120°C烘干；更烘干時間優(yōu)選為I 36h，更優(yōu)選2 24h，進一步優(yōu)選4 12h ;優(yōu)選地，所述步驟(4)中，所述焙燒優(yōu)選經(jīng)馬弗爐于300 800°C空氣中焙燒；所述焙燒時間優(yōu)選I 24h，優(yōu)選2 12h，進一步優(yōu)選3 6h。二.軟模板法(I)將Pd鹽和過渡金屬鹽配成混合溶液，所述混合溶液中，以金屬元素的摩爾比計，鈀和過渡金屬的比例為0.005 0.1 ;(2)在室溫條件下攪拌0.5 2h后，加入軟模板攪拌1-24后，將溶液移至內(nèi)襯聚四氟乙烯的不銹鋼反應釜內(nèi)；(3)將反應釜在80 200°C條件下放置I 12d ;(4)將所得產(chǎn)物離心洗滌、烘干，于300 800°C在空氣中焙燒，得到所述介孔金屬氧化物負載鈀催化劑；優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述鈀鹽優(yōu)選氯化鈀、硝酸鈀、硝酸鈀、硫酸鈀中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述過渡金屬的鹽包括鈷鹽或鈰鹽或錳鹽其2者或2者以上的混合物。所述鈰鹽優(yōu)選氯化亞鈰、硝酸鈰、硝酸鈰銨、硫酸鈰中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；鈷鹽優(yōu)選為硝酸鈷和硫酸鈷中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；錳鹽優(yōu)選硝酸錳、硫酸錳、氯化錳中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；優(yōu)選地，所述步驟(2)中，所述的軟模板包括P123、P127、CTAB中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；優(yōu)選地，所述步驟(2)中，所述的軟模板金屬離子總量與模板的摩爾比為0.5
5.0 ；優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述放置時間優(yōu)選I 12d，進一步優(yōu)選2 8d，例如3d、4d、5d 或 6d ；優(yōu)選地，所述步驟(4)中，所述烘干優(yōu)選于80 120°C下烘干；進一步優(yōu)選放入烘箱中于80 120°C烘干；更烘干時間優(yōu)選為I 36h，更優(yōu)選2 24h，進一步優(yōu)選4 12h ;優(yōu)選地，所述步驟(4)中，所述焙燒優(yōu)選經(jīng)馬弗爐于300 800°C空氣中焙燒；所述焙燒時間優(yōu)選I 24h，優(yōu)選2 12h，進一步優(yōu)選3 6h。三.硬模板法(I)將鈀鹽和過渡金屬鹽配成混合溶液，所述混合溶液中，以金屬元素的摩爾比計，鈀和過渡金屬的比例為0.005 0.1 ;(2)向混合溶液中加入一定量硬模板，金屬離子總量與模板的摩爾比為0.5 5.0 ；(3)在20 45 °C溫度條件下攪拌0.5 5h ;
(4)在20 100°C常壓下靜置0.5 5d干燥；(5)將所得產(chǎn)物，于300 800°C在空氣中焙燒，得到所述介孔金屬氧化物負載鈀催化劑；(6)重復步驟 1、3、4、5，；(7)用低濃度的氫氟酸或氫氧化鈉浸潰所得產(chǎn)品，并攪拌6_12h，離心，干燥(8)重復步驟7，得到產(chǎn)品。優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述鈀鹽優(yōu)選氯化鈀、硝酸鈀、硝酸鈀、硫酸鈀中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；優(yōu)選地,所述步驟(I)中，所述過渡金屬的鹽包括鈷鹽或鋪鹽或猛鹽其2者或2者以上的混合物。所述鈰鹽優(yōu)選氯化亞鈰、硝酸鈰、硝酸鈰銨、硫酸鈰中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；鈷鹽優(yōu)選為硝酸鈷和硫酸鈷中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；錳鹽優(yōu)選硝酸錳、硫酸錳、氯化錳中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；優(yōu)選地，所述步驟(2)中，所述的硬模板包括KIT-6、SBA-15、SBA-16、MCM-41中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述放置時間優(yōu)選I 12h，進一步優(yōu)選2 8h，例如3h、4h、5h 或 6h ；優(yōu)選地，所述步驟(4)中，所述烘干優(yōu)選于30 100°C下烘干；進一步優(yōu)選放入烘箱中于40 100°C烘干；更優(yōu)選烘干時間為I 36h，更優(yōu)選2 24h，進一步優(yōu)選4 12h ;優(yōu)選地，所述步驟(5)中，所述焙燒優(yōu)選經(jīng)馬弗爐于300 800°C空氣中焙燒；所述焙燒時間優(yōu)選I 24h，優(yōu)選2 12h，進一步優(yōu)選3 6h。本發(fā)明的目的之一還在于提供一種催化凈化氣體中揮發(fā)性有機物的方法，所述方法使用本發(fā)明所述的介孔金屬氧化物負載鈀催化劑。該催化劑可以根據(jù)實際需要進行制漿，然后負載到各種蜂窩陶瓷載體上，制備成成型的催化劑進行使用，也可以通過擠壓成型后進行使用。使用時將催化劑置于尾氣管道途中，在催化劑的上游通入揮發(fā)性有機物，空氣條件下在很寬的溫度窗口內(nèi)可以將VOCs氧化為水和二氧化碳。所述氣體為含揮發(fā)性有機物氣體，例如化學工業(yè)尾氣和室內(nèi)裝飾材料釋放氣體；所述氣體優(yōu)選為工業(yè)尾氣和室內(nèi)污染空氣。本發(fā)明具有如下優(yōu)點:(I).采用無毒組分，不會對人體健康和生態(tài)環(huán)境造成危害；(2).具有非常優(yōu)異的CO2生成選擇性。
具體實施例方式為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅用于幫助理解本發(fā)明，不應視為對本發(fā)明的具體限制。實施例1

用硬模板法制備介孔氧化鈷負載鈀催化劑:分別以六水合硝酸鈷和水合硝酸鈀為鈷鹽和鈀鹽，配制Co/Pd摩爾比為1/0.010的溶液并混合均勻，向該溶液中加入硬模板(KIT-6)，并在室溫條件下連續(xù)攪拌2h，然后進行烘干和煅燒，將黑色粉末二次浸潰于鈷鹽和鈀鹽，經(jīng)50°C空氣中烘干和300°C焙燒3h，最后用HF處理去除模板，并離心水洗干燥制得粉末狀催化劑。將制得的催化劑壓片、研碎、過篩，取40 60目備用，稱為催化劑A。實施例2用共沉淀法制備了介孔氧化錳負載鈀催化劑:將Pd鹽和Mn的金屬鹽配成混合溶液，所述混合溶液中，以金屬元素的摩爾比計，鈀和Mn的比例0.008 ;以過量碳酸鈉作為沉淀劑，在80°C溫度條件下攪拌5h ;進行抽濾和洗滌，得到濾餅；將濾餅烘干，于50(TC在空氣中焙燒，得到所述金屬氧化物負載鈀催化劑。將制得的催化劑壓片、研碎、過篩，取40 60目備用，稱為催化劑B。實施例3用軟模板法制備介孔氧化鈷負載鈀催化劑:分別以六水合硝酸鈷和水合硝酸鈀為鈷鹽和鈀鹽，配制Co/Pd摩爾比為1/0.010的溶液并混合均勻，向該溶液中加入軟模板劑P123攪拌后，將溶液移至內(nèi)襯聚四氟乙烯的不銹鋼反應釜內(nèi)，將反應釜在140°C條件下放置2天；然后將所得產(chǎn)物離心洗滌、烘干，于400°C在空氣中焙燒3h，得到所述金屬氧化物負載鈀催化劑；將制得的催化劑壓片、研碎、過篩，取40 60目備用，稱為催化劑C。實施例4用硬模板法制備介孔氧化鈰負載鈀催化劑:分別以六水合硝酸鈰和水合硝酸鈀為鈰鹽和鈀鹽，配制Ce/Pd摩爾比為1/0.010的溶液并混合均勻，向該溶液中加入硬模板(KIT-6)，并在室溫條件下連續(xù)攪拌2h，然后進行烘干和煅燒，將灰色粉末二次浸潰于鈰鹽和鈀鹽，經(jīng)50°C空氣中烘干和300°C焙燒3h，最后用HF處理去除模板，并離心水洗干燥制得粉末狀催化劑。將制得的催化劑壓片、研 碎、過篩，取40 60目備用，稱為催化劑D。實施例5用實施例1-4制得的催化劑，在自制的微型固定床反應器上進行催化氧化鄰二甲苯反應活性的考察。催化劑的使用量為0.1Og,反應混合氣的組成為:[Ο-xylene]=150ppm,
= 20%，隊作平衡氣，氣體總流量為100mL/min，質(zhì)量空速為60，OOOtT1，反應溫度150 300°C。鄰二甲苯由氣質(zhì)聯(lián)用儀測定，產(chǎn)物CO和CO2均利用GC測定。反應結(jié)果如表I所示。表I催化劑活性評價結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種用于催化氧化揮發(fā)性有機物的介孔金屬氧化物負載鈀催化劑，其特征在于，所述催化劑包括貴金屬鈀和至少一種選自過渡金屬的具有有序介孔結(jié)構(gòu)的金屬氧化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述過渡金屬包括:鈧(Sc)、鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、猛(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)、釔(Y)、錯(Zr)、鈮(Nb)、鑰(Mo)、锝(Tc)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎘(Cd)、鉿(Hf)、鉭(Ta)、鎢(W)、錸(Re)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉬(Pt)、金(Au)或其2者或2者以上的混合物； 優(yōu)選地，所述過渡金屬選自鈷(Co)、鈰(Ce)和錳(Mn)中的任意一種。
3.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述鈀(Pd)元素和過渡金屬元素的摩爾比為 0.005-0.1，優(yōu)選 0.01-0.02。
4.一種如權(quán)利要求1所述的催化劑的制備方法，所述的制備方法為共沉淀法，軟模板法或硬模板法。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的共沉淀法包括如下步驟: (1)將Pd鹽和過渡金屬鹽配成混合溶液，所述混合溶液中，以金屬元素的摩爾比計，鈀和過渡金屬的比例為0.005 0.1 ; (2)以過量碳酸鈉作為沉淀劑，在60 120°C溫度條件下攪拌0.5 48h ; (3)進行抽濾和洗滌，得到濾餅； (4)將濾餅烘干，于300 800°C在空氣中焙燒，得到所述鈀基復合金屬氧化物催化劑； 優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述鈀鹽優(yōu)選氯化鈀、硝酸鈀、硫酸鈀中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物； 優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述過渡金屬的鹽包括鈷鹽或鈰鹽或錳鹽或其2者或2者以上的混合物。所述鈷鹽優(yōu)選硝酸鈷和硫酸鈷中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；鋪鹽優(yōu)選為氯化亞鋪、硝酸鋪、硝酸鋪銨、硫酸鋪中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；錳鹽優(yōu)選硝酸錳、硫酸錳、氯化錳中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物； 優(yōu)選地，所述步驟(2)中，所述攪拌時間優(yōu)選I 24h,進一步優(yōu)選4 15h,例如5h、6h、8h 或 12h ； 優(yōu)選地，所述步驟(2)中，所述溫度優(yōu)選為60 100°C，更優(yōu)選70 98°C，進一步優(yōu)選80 95 ； 優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述洗滌優(yōu)選采用去離子水洗滌，洗滌次數(shù)優(yōu)選I 5次，例如2 4次，包括3次； 優(yōu)選地，所述步驟(4)中，所述烘干優(yōu)選于80 120°C下烘干；進一步優(yōu)選放入烘箱中于80 120°C烘干；更烘干時間優(yōu)選為I 36h，更優(yōu)選2 24h，進一步優(yōu)選4 12h ; 優(yōu)選地，所述步驟(4)中，所述焙燒優(yōu)選經(jīng)馬弗爐于300 800°C空氣中焙燒；所述焙燒時間優(yōu)選I 24h，優(yōu)選2 12h，進一步優(yōu)選3 6h。
6.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述軟模板法，包括如下步驟: (1)將Pd鹽和過渡金屬鹽配成混合溶液，所述混合溶液中，以金屬元素的摩爾比計，鈀和過渡金屬的比例為0 .005 0.1 ; (2)在室溫條件下攪拌0.5 2h后，加入軟模板攪拌l_24h后，將溶液移至內(nèi)襯聚四氟乙烯的不銹鋼反應釜內(nèi)； (3)將反應釜在80 200°C條件下放置I 12d; (4)將所得產(chǎn)物離心洗滌、烘干，于300 800°C在空氣中焙燒，得到所述鈀基金屬氧化物催化劑； 優(yōu)選地，所述步驟(1)中，所述鈀鹽優(yōu)選氯化鈀、硝酸鈀、硝酸鈀、硫酸鈀中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物； 優(yōu)選地，所述步驟(1)中，所述過渡金屬的鹽包括鈷鹽或鈰鹽或錳鹽其2者或2者以上的混合物。所述鈰鹽優(yōu)選氯化亞鈰、硝酸鈰、硝酸鈰銨、硫酸鈰中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；鈷鹽優(yōu)選為硝酸鈷和硫酸鈷中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；錳鹽優(yōu)選硝酸錳、硫酸錳、氯化錳中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物； 優(yōu)選地，所述步驟(2)中，所述的軟模板包括P123、P127、CTAB中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物； 優(yōu)選地，所述步驟(2)中，所述的軟模板金屬離子總量與模板的摩爾比為0.5 5.0 ; 優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述放置時間優(yōu)選I 12d,進一步優(yōu)選2 8d,例如3d、4d、5d 或 6d ; 優(yōu)選地，所述步驟(4)中，所述烘干優(yōu)選于80 120°C下烘干；進一步優(yōu)選放入烘箱中于80 120°C烘干；更優(yōu)選烘干時間為I 36h，更優(yōu)選2 24h，進一步優(yōu)選4 12h ; 優(yōu)選地，所述步驟(4)中，所述焙燒優(yōu)選經(jīng)馬弗爐于300 800°C空氣中焙燒；所述焙燒時間優(yōu)選I 24h，優(yōu)選2 12h，進一步優(yōu)選3 6h。
7.如權(quán)利要4所述的方法，其特征在于，所述硬模板法包括如下步驟: (1)將鈀鹽和過渡金屬鹽配成混合溶液，所述混合溶液中，以金屬元素的摩爾比計，鈀和過渡金屬的比例為0.005 0.1 ; (2)向混合溶液中加入一定量硬模板，金屬離子總量與模板的摩爾比為0.5 5.0 ; (3)在15 45°C溫度條件下攪拌0.5 5h ; (4)在20 100°C常壓下靜置0.5 5d干燥； (5)將所得產(chǎn)物，于300 800°C在空氣中焙燒，得到所述鈀基金屬氧化物催化劑； (6)重復步驟1、3、4、5； (7)用低濃度的氫氟酸或氫氧化鈉浸潰所得產(chǎn)品，并攪拌6-12h，離心，干燥； (8)重復步驟7，得到產(chǎn)品。
優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述鈀鹽優(yōu)選氯化鈀、硝酸鈀、硝酸鈀、硫酸鈀中的至少一種，包括其二者或二者以上的混合物； 優(yōu)選地，所述步驟(I)中，所述過渡金屬的鹽包括鈷鹽或鈰鹽或錳鹽其2者或2者以上的混合物。所述鈰鹽優(yōu)選氯化亞鈰、硝酸鈰、硝酸鈰銨、硫酸鈰中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；鈷鹽優(yōu)選為硝酸鈷和硫酸鈷中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物；錳鹽優(yōu)選硝酸錳、硫酸錳、氯化錳中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物； 優(yōu)選地，所述步驟(2)中，所述的硬模板包括KIT-6、SBA-15、SBA-16、MCM-41中的至少一種，包括其2者或2者以上的混合物； 優(yōu)選地，所述步驟(3)中，所述放置時間優(yōu)選I 12h,進一步優(yōu)選2 8h,例如3h、4h、5h 或 6h ;優(yōu)選地，所述步驟(4)中，所述烘干優(yōu)選于30 100°C下烘干；進一步優(yōu)選放入烘箱中于40 100°C烘干；更烘干時間優(yōu)選為I 36h，更優(yōu)選2 24h，進一步優(yōu)選4 12h ; 優(yōu)選地，所述步驟(5)中，所述焙燒優(yōu)選經(jīng)馬弗爐于300 800°C空氣中焙燒；所述焙燒時間優(yōu)選I 24h，優(yōu)選2 12h，進一步優(yōu)選3 6h。
8.一種催化氧化揮發(fā)性有機物的方法，所述方法使用如權(quán)利要求1所述的有序介孔金屬氧化物負載鈀催化劑。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述催化劑制漿后負載到各種蜂窩陶瓷載體上，制備成成型的催化劑進行使用，或通過擠壓成型后進行使用； 優(yōu)選地，所述氣體為含揮發(fā)性有機物氣體，例如化學工業(yè)尾氣和室內(nèi)裝飾材料釋放氣體；所述氣體優(yōu)選為工業(yè) 尾氣和室內(nèi)污染空氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于催化氧化揮發(fā)性有機物的介孔金屬氧化物負載鈀催化劑及其制備方法。本發(fā)明的催化劑包括貴金屬鈀和至少一種選自過渡金屬的具有介孔結(jié)構(gòu)的金屬氧化物。催化劑的制備方法為共沉淀法、軟模板法和硬模板法。本發(fā)明催化劑采用的原料無毒無害，制備方法簡單易行，所制備的催化劑對揮發(fā)性有機物具有催化活性高、CO2生成選擇性優(yōu)異等特點，適用于工業(yè)廢氣和室內(nèi)污染源揮發(fā)性有機物的催化凈化。
文檔編號B01J23/63GK103157491SQ201110415330
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者賀泓, 王亞飛, 張長斌, 王少莘 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心