[发明专利]一种处理工业废气的稀土钙钛矿型催化剂及其制备方法、应用

权利要求书

1.一种处理工业废气的稀土钙钛矿型催化剂，其特征在于：所述催化剂以稀土钙钛矿型氧化物ABO₃为活性组分，选用的载体为自制堇青石载体或天然无机材料载体，以载体的质量为基准，活性组分负载量的质量百分含量为5~20%。

2.根据权利要求1所述的一种处理工业废气的稀土钙钛矿型催化剂，其特征在于：所述活性组分稀土钙钛矿型氧化物ABO₃中，A位元素为La、M，B位元素为Co、N，通式为La_xM_1-xCo_yN_1-yO₃ （M=Ba，Ca；N=Mn，Fe，Ni），其中0.1≤x≤1，0.1≤y≤1；且A位元素La、M的摩尔比为x：1-x，B位元素Co、N的摩尔比为y：1-y；A位元素总摩尔量、B位元素总摩尔量与络合剂的摩尔比为1:1:1~2。

3.根据权利要求1所述的一种处理工业废气的稀土钙钛矿型催化剂，其特征在于：所述的自制载体堇青石是以氧化硅、氧化铝、氧化镁为组成成分，其中原料质量百分配比为氧化硅30~55%、氧化铝20~40%、氧化镁10~30%，按上述质量百分配比混合，经高温焙烧而成，载体晶形完整，稳定性较好，再使用质量浓度为5~20%的酸对载体进行改性处理，以消除杂质，增大比表面积；所述质量浓度为5~20%的酸为草酸、乙酸或硝酸。

4.根据权利要求1所述的一种处理工业废气的稀土钙钛矿型催化剂，其特征在于：所述的天然无机材料载体为沸石、硅线石、莫来石、硅藻土、活性炭、γ-Al₂O₃或硅胶。

5.根据权利要求1所述的一种处理工业废气的稀土钙钛矿型催化剂，其特征在于：所述的催化剂为多形态催化剂，可为球形、柱形、星形、条形以及网状、片状、环状、带状、块状、蜂窝状或粉末。

6.权利要求1所述的一种处理工业废气的稀土钙钛矿型催化剂的制备方法，具体步骤如下：

（1）自制堇青石载体的制备： 

所述堇青石载体制备是将氧化硅、氧化铝、氧化镁按一定质量百分配比混合，其中氧化硅30~55%、氧化铝20~40%、氧化镁10~30%，将上述原料混合后放入马弗炉中，经1300~1400℃高温焙烧，保温4~6h后在炉中冷却，然后经质量浓度为5~20%草酸、乙酸或硝酸煮沸，煮沸处理时间为2~3h，再经温度80~120℃，时间为1~2h的干燥，再放入马弗炉中进行焙烧，焙烧温度为400~600℃，保温4~6h后在炉中冷却，获得自制堇青石载体；

 (2) 活性组分浸渍液的制备

首先配制不同摩尔比的La盐、Co盐水溶液或La盐、M盐、Co盐水溶液或La盐、Co盐、N盐水溶液或La盐、M盐、Co盐、N盐的水溶液，然后加入络合剂，90℃恒温水浴中加热直至得到水溶胶,即为浸渍液；所述的La盐、M盐、Co盐、N盐为乙酸盐、草酸盐或硝酸盐，所述的络合剂为柠檬酸或柠檬酸铵溶液；最终所得活性组分稀土钙钛矿型氧化物ABO₃的浸渍液中，A位元素La、M的摩尔比为x：1-x，0.1≤x≤1，B位元素Co、N的摩尔比为y：1-y，0.1≤y≤1，A位元素总摩尔量、B位元素的总摩尔量与络合剂的摩尔比为1:1:1~2； 

（3）活性组分的负载

将步骤（1）中改性载体或天然无机材料载体浸渍在步骤（2）制备的溶液中，继续恒温水浴30-40 min，该过程中补充去离子水使浸渍液维持在水溶胶状态；然后经12~24h的自然晾干和在干燥箱中80~120℃，1~4h的鼓风干燥，再放入马弗炉中经500~700℃，2~5h的焙烧，或者重复浸渍、干燥和焙烧以制备特定负载量的催化剂，使稀土钙钛矿型氧化物的负载量的质量百分含量为5~20%，即制成一种不同形状的处理工业废气的稀土钙钛矿型催化剂。

7.权利要求1所述的一种处理工业废气的稀土钙钛矿型催化剂用于化工、电子、医药、涂料、新材料加工以及汽车行业生产过程中排放的工业废气的催化处理。