[发明专利]一种制备载银的OMS-2催化剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备催化剂材料的方法，具体涉及一种制备载银的OMS-2催化剂的方法，属于化工催化技术领域。 

背景技术

挥发性有机物（volatile organic compounds，简称VOCs）尤其是苯系污染物的排放严重影响环境和人们的身体健康。在众多VOCs控制技术中，催化燃烧技术被认为是目前最具有发展前景的一种VOCs控制技术。而开发低温高效催化剂是催化燃烧的关键环节。苯、甲苯和二甲苯等苯系物作为重要的化学原料和良好的有机溶剂在医药、化工及建筑装饰材料等工业化生产中被广泛使用，这类VOCs经排放进入环境后严重危害环境和人类健康。在控制污染物排放的诸多方法中，催化燃烧可以在催化剂的作用下，将VOCs直接转化为二氧化碳和水。因此，它是最具有发展前景的一种技术。而高效催化剂的研制是实现催化燃烧的关键。 

MnO₂ 具有可变的价态、丰富的孔结构和优良的热稳定性等特点，在环境催化领域越来越受到关注。二氧化锰具有a，β，γ，δ 等多种晶型。氧化锰八面体分子筛（OMS-2）属于 a - MnO₂之一。OMS-2 具有隧道状的结构，其分子式可写成KMn₈O₁₆， OMS-2由于具有大量敞开的层间和孔道结构、混合价态的锰离子( Mn^2 + 、Mn^3 + 和Mn^4 + ) 、温和的表面酸碱性和表面疏水性等结构特点而对苯系污染物类的催化燃烧表现出优异的效果。但相比于贵金属催化剂，OMS-2的低温活性还有待提高。Ag掺杂的氧化锰八面体分子筛可以提高反应活性。Ag-OMS-2的合成方法主要有固-固反应法、浸渍法和水热法等。Chang等人(Chang, F. M.; Jansen, M. Angew. Chem., Int. Ed. 1984, 23, 906-907. Chang, F. M.; Jansen, M. ReV. Chim. Mineral. 1986, 23, 48-54) 最先以AgMnO₄和AgO为原料，采用固-固反应法，在970℃，反应7天制备得到了Ag-OMS-2材料；胡等人（胡蓉蓉，程易，谢兰英等，催化学报，2007，vol.28,5,463-468）将硫酸锰和硝酸银和硝酸，滴入高锰酸钾溶液中，剧烈搅拌并回流48 h制得Ag/OMS-2 催化剂，用于催化氧化CO；Chen等人(Junli Chen, Xingfu Tang, Junlong Liu, Ensheng ZhanChem. Mater. 2007, 19, 4292-4299) 利用AgMnO₄和Mn(NO₃)₂之间的氧化还原反应，在120-200℃,采用水热合成法反应12h，得到了Ag-OMS-2材料并用于乙醇的催化氧化；Gac (Wojciech Gac Applied Catalysis B: Environmental 75 (2007) 107–117) 先用水热合成法制得OMS-2，随后用AgNO₃溶液采用初始浸渍法得到Ag-OMS-2材料；中国专利（CN102918404A）报道，在OMS-2悬浮液中，滴入银氨溶液和H₂O₂，制备得到了Ag⁰-OMS-2。 

以上文献中，Ag-OMS-2的制备有的需要先制备OMS-2后，再将Ag或Ag⁺掺杂其中；或者需要先得到AgMnO₄等中间物，采用高温高压的方法得到Ag-OMS-2。制备过程相对繁杂，生产成本高。 

发明内容

本发明的目的是提供一种制备载银的OMS-2催化剂的方法，其工艺简单，降低了成本。 

本发明的构思是这样的，本发明以丙醛、银氨溶液和高锰酸钾溶液为原料，在同一体系中，以高锰酸钾为氧化剂，丙醛为还原剂发生氧化还原反应生成OMS-2;以银氨溶液为氧化剂，丙醛为还原剂，将Ag⁺还原为Ag⁰，并掺杂于新生成的OMS-2中，得到载银的氧化锰八面体分子筛Ag-OMS-2材料。 

具体的，本发明的方法包括以下步骤：