[发明专利]3DOM氧化物担载碱/锰金属氧化物催化剂及制备应用

权利要求书

1.一种3DOM氧化物担载碱/锰金属氧化物催化剂，其特征在于，所述催化剂以具有三维有序大孔结构的氧化物为载体，以含有至少一种过渡金属元素的金属氧化物，或含有至少一种过渡金属元素和至少一种碱金属元素的金属氧化物为活性组分制备得到；其中优选所述具有三维有序大孔结构的氧化物为硅、钛或铝的氧化物；其中还优选所述碱金属选自锂、钠、钾、铷和铯中的一种或多种，所述过渡金属为锰；还优选以催化剂总重量计，所述活性组分负载量为10％-70％；其中优选所述催化剂为八面体分子筛催化剂。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述活性组分的化学组成为A_xMn_1-xO₂，其中，A为碱金属，x为0-0.95，优选为0.2-0.95。

3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于，所述载体的平均孔径为50nm-1μm，所述活性组分的平均粒径为10-50nm。

4.权利要求1～3任意一项所述催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：以活性组分的前驱体盐的水溶液浸渍载体，超声后洗涤、干燥、焙烧，得到所述三维有序大孔催化剂；其中优选所述超声为在频率60-100kHz的超声波下超声5-20min；其中还优选所述干燥为在60-100℃下干燥12-48h；其中还优选所述焙烧为在450-650℃下焙烧2-6h；其中还优选所述焙烧是以1-5℃/min的速度升温至450-650℃；还优选所述活性组分的前驱体盐的水溶液中，碱金属前驱体盐的浓度为0-1mol/L，优选为0.1-1mol/L；过渡金属前驱体盐的浓度为0.5-2mol/L；还优选前驱体盐的水溶液体积与载体质量比为1:1-1:3。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述活性组分的前驱体盐为活性组分的金属元素的硝酸盐。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括载体的制备，包括：将模板剂在载体的前驱体溶液中浸渍，干燥、焙烧后得到所述载体，其中模板剂与载体的前驱体溶液的质量比例为1:1-1:5；其中优选所述模板剂为聚甲基丙烯酸甲酯胶体晶体模板剂；其中还优选所述载体的前驱体为正硅酸四乙酯、钛酸四丁酯或者硝酸铝中的一种；其中还优选所述浸渍为在20-50℃下浸渍1-3h；其中还优选所述干燥为在30-60℃下干燥12-48h；其中还优选所述焙烧为450-1000℃下，焙烧4-10h；其中更优选在空气气氛中焙烧；其中还优选所述空气气氛中空气流速为30-300ml/min；其中还优选所述焙烧是以1-2℃/min以下的升温速度升温至450-1000℃。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的载体的前驱体溶液的溶剂为醇，或者为醇和水，或者为醇、水和盐酸；其中优选载体的前驱体和水的质量比为1:0.2-2；优选醇和水质量比例为1:0.5-2；优选盐酸和水的质量比为1:1-2；优选盐酸的浓度为1-4mol/L；还优选所述醇为碳原子数为1-4的醇，更优选为乙醇。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括聚甲基丙烯酸甲酯胶体晶体模板剂的制备，包括：单体甲基丙烯酸甲酯以水为溶剂，在引发剂存在下反应得到聚甲基丙烯酸甲酯，经处理后得到所述聚甲基丙烯酸甲酯胶体模板；其中优选单体甲基丙烯酸甲酯与引发剂的质量比为50:1-200:1；还优选单体甲基丙烯酸甲酯与水的体积比例为1:1-1:4；其中优选所述处理为离心处理或干燥处理；其中更优选所述离心为在1000-10000rpm下离心处理1-30h；其中还优选所述干燥处理为在40-80℃下干燥10-36h；其中还优选所述反应是在氩气保护下进行；其中还优选所述引发剂为过硫酸钾。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述反应是在60-90℃下反应1-5h；其中优选反应的搅拌转速为250-400rpm/min。

10.权利要求1～3任意一项所述3DOM氧化物担载碱/锰金属氧化物催化剂在碳烟颗粒物处理中的应用；其中优选所述碳烟颗粒物为柴油车排放的碳烟颗粒物。