[发明专利]一种铈钛铝三元复合型微/纳米金属氧化物的制法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种协同降解氯代芳烃和氮氧化物的铈钛铝三元复合型微/纳米金属氧化物。

本发明还涉及上述铈钛铝三元复合型微/纳米金属氧化物的制备方法。

本发明还涉及上述铈钛铝三元复合型微/纳米金属氧化物协同降解氯代芳烃和氮氧化物的方法。

背景技术

氯代芳烃常常具有持久性有机污染物的长期残留性、生物蓄积性、

高毒性、半挥发性和亲脂憎水性等特性的一类物质，在自然环境中很难降解，并且会随着生物链的蓄积效应对人类产生致癌、致畸、致突变的“三致”等影响，因此其对人类健康和生态环境威胁的严重性受到各国政府、环境组织、科研机构的重视。因此，对氯代芳烃的降解研究至关重要。而在垃圾焚烧、化石燃料燃烧、铁矿石烧结、炼焦、电弧炉炼钢等热工业过程中，除了存在氯代芳烃污染物外，还常常伴有气体污染物二氧化硫、氮氧化物和氯化氢(Xu Z.,Deng S.,et al.,Chemosphere,2012,87(9),1032;Bertinchamps F.,Treinen M.,et al.,Journal of Catalysis,2005,230(2),493-498)等，尤其是氮氧化物，由于NO_x具有较强的生物毒性，可以对人体的呼吸系统，产生直接的危害作用(Galloway J.N.,Townsend A.R.,et al.,Science,2008,320(5878),889-892)；NO_x也是光化学烟雾的一种重要的物质来源；NO_x还是形成酸雨的重要原因，并且NO_x对酸雨的贡献也在呈现增加的趋势，尤其是一些工业比较发达的地区，NO_x排放量的增加导致降水逐渐由硫酸型污染向硝酸和硫酸混合型污染转变(Galloway J.N.,Townsend A.R.,et al.,Science,2008,320(5878),889-892;Wang S.,Hao J.,Journal of Environmental Sciences,2012,24(1),2-13)。此外，大气中的NO_x还对气候变化和臭氧层破坏等重大环境问题有所贡献(Waibel A.,Peter T.,et al.,Science,1999,283(5410),2064-2069;Zhou Y.,Brunner D.,et al.,Atmospheric Environment,2012,46,482-495)。因此，这类复合污染物的存在对工业园区的工作人员健康产生极大的危害，但是目前对于这种复合污染物的降解研究尚未报道。

目前，一种高效的、经济实用的、环境友好的金属氧化物催化剂常常被用来催化降解氯代芳烃和气体污染物，其中金属氧化物已成为研究的热点，如过渡金属氧化物、镧系金属氧化物、主族金属氧化物。Schoonenboom(Schoonenboom M.H.,Zoetemeijer H.E.,et al.,Applied Catalysis B:Environmental,1995,6(1),11-20)研究了Al2O3对OCDD和OCDF的降解，发现碱性氧化铝具有较高的脱氯效率。Dellinger(Khaleel A.and Dellinger B,Environmental Science&Technology,2002,36(7),1620-1624.)等人利用溶胶-凝胶法合成了Al₂O₃纳米材料，发现这种Al₂O₃纳米材料在400℃时，对四氯化碳的破坏率可达到99.0%。徐（徐宏,刘剑洪,et al.,深圳大学学报,2002(02),13-16)等人研究了纳米CeO₂的制备及其催化性能研究，结果表明，纳米结构的CeO₂对吸收药较好的催化降解效率。