[发明专利]一种三维有序大孔钙钛矿型复合金属氧化物催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三维有序大孔钙钛矿型复合金属氧化物催化剂，其特征在于，所述的催化剂满足：a)所述的催化剂形貌上为三维有序孔状结构；b)所述的钙钛矿型复合金属氧化物催化剂简式为ABO₃，其中A位为碱土或稀土金属，B位为Fe、Co；c)所述的催化剂表面负载过渡金属氧化物Co₃O₄，Co₃O₄负载量为5～16wt％。

2.根据权利要求1所述的三维有序大孔钙钛矿型复合金属氧化物催化剂，其特征在于，A位为La和/或Sr，所述的催化剂的化学式为y wt％Co₃O₄/3DOM La_0.5Sr_0.5F_e0.5Co_0.5O₃，y＝5～16。

3.根据权利要求1所述的三维有序大孔钙钛矿型复合金属氧化物催化剂，其特征在于，Co₃O₄负载量为10～12wt％。

4.一种三维有序大孔钙钛矿型复合金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：

1)制备PMMA模板：

2)三维有序大孔材料的制备：

a)取碱土和/或稀土金属、Fe、Co的可溶盐为前驱体，加入乙二醇，前驱体与乙二醇的摩尔比为1:12，在室温条件下搅拌至澄清状态；其中，稀土：碱土金属：Fe：Co＝1:1:1：(1.2～1.74)；

b)将用无水甲醇溶解的表面活性剂加入到步骤a)所得的溶液中，搅拌1h；前驱体与表面活性剂的摩尔数为1:1.5；

c)将PMMA模板加入步骤b)所得溶液，浸渍后，真空抽滤，室温干燥得到样品；

d)将步骤c)中的样品在N₂条件下，300-400℃焙烧2-4h；

f)将步骤d)中的样品在空气条件下，600-700℃焙烧至有机物完全氧化，得到负载过渡金属氧化物的三维有序大孔钙钛矿型复合金属氧化物催化剂。

5.根据权利要求1所述的三维有序大孔钙钛矿型复合金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)PMMA模板的制备方法为：

a)向三口烧瓶中加入去离子水，在惰性气体环境，70℃搅拌至水中无氧；

b)在同样条件下向步骤a)中加入MMA，继续搅拌；其中，MMA与去离子水的体积比为1:10；

c)向步骤b)所得的溶液中加入过硫酸钾溶液，充分反应，其中，过硫酸钾溶液与去离子水的体积比1：30；然后将所得溶液倒入去离子水稀释并混合均匀；

d)将步骤c)中所得溶液放入70℃恒温水浴中得到PMMA固体硬模板。

6.根据权利要求1所述的三维有序大孔钙钛矿型复合金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，所述的可溶液为硝酸盐或者醋酸盐。

7.根据权利要求1所述的三维有序大孔钙钛矿型复合金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，所述的稀土金属为La，碱土金属为Sr；所述的催化剂的化学式为(5～16wt％)Co₃O₄/3DOM La_0.5Sr_0.5F_e0.5Co_0.5O₃。

8.根据权利要求1所述的三维有序大孔钙钛矿型复合金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂为P123。

9.一种根据权利要求1至3任意一项所述的三维有序大孔钙钛矿型复合金属氧化物催化剂的应用，其特征在于，该催化剂用于工业CVOCs的氧化降解。

10.根据权利要求9所述的三维有序大孔钙钛矿型复合金属氧化物催化剂的应用，该催化剂催化氧化工1，2-二氯乙烷的条件为450-500℃，反应空速为40000-50000mL·h^-1·g^-1、氧气浓度为10-40％。