[发明专利]一种金属掺杂改性层状δ-MnO2

说明书

本发明涉及一种金属掺杂改性层状δ‑MnO₂及其制备和应用，通过加入助沉剂，以水热法制备金属掺杂层状δ‑MnO₂，其比表面积增大为未掺杂层状δ‑MnO₂的5倍，孔道更为致密，从而使得本发明的金属掺杂层状δ‑MnO₂具有较高的催化氧化活性和高抗氯性能，对有机废气中的难降解挥发性有机物具有高效的催化降解性能。本发明提供的制备方法简单，具有工业应用价值。

技术领域

本发明涉及大气污染控制领域，特别涉及一种对挥发性有机废气，特别是对高毒性、难降解的含氯挥发性有机物具有高效的催化降解性能和抗中毒能力的金属掺杂改性层状δ-MnO₂及其制备方法。

背景技术

在工业和经济迅猛发展的今天，环境污染问题日益凸显，已经开始危害到人类的身体健康，引起世界范围关注。随着人类环保意识的提高，世界各国已经纷纷采取措施并制定相关法律来控制污染源的排放，加强污染治理。工业废气(挥发性有机物等)和汽车尾气(一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等)是造成大气污染的主要来源。随着三效催化剂的迅速发展，汽车尾气已经得到一定的控制，因此挥发性有机物的控制已经成为研究的热点。

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，VOCs)是指沸点在50～260℃之间、室温下饱和蒸汽压强超过133.32Pa的易挥发性化合物。大部分VOCs排放多、危害大、持续久、挥发性高，并且化学及热稳定性良好，不容易被分解或生物降解，可以长期滞留在自然界中，对环境造成持久性的污染，有些物质甚至具有“三致”(致畸、致癌、致突变)作用，对人类和生物健康造成严重威胁。

VOCs的处理技术多样，如吸附法、吸收法、生物处理和燃烧法等，但对于实际工业排放烟气中的VOCs，催化燃烧法由于其起燃温度低、无二次污染和处理效率高等优点，在目前工业排放烟气处理技术中最具前景。催化燃烧技术的核心便是催化剂的制备，各个研究催化燃烧催化剂的实验组设计的催化剂类型层出不穷，从催化活性极为优异，但价格昂贵、易中毒的贵金属催化剂，到价格低廉，催化活性高的过渡金属催化剂，再到热稳定性好、结构稳定的钙钛矿型复合氧化物催化剂。催化燃烧催化剂的基本类型及其组合，已经被众多的研究者研究得比较全面了，从而，我们需要打开视角，不拘泥于现如今已经被研究设计出来的催化燃烧催化剂，可以考虑从催化剂的特殊构型、特殊形貌，再结合其他相关领域，如高分子材料、生物材料、电池材料等其他材料学科的设计构思，取其精华，从深层机理出发，探索开发出能运用到工业废气处理的新型高效催化剂，而这，也正是催化燃烧催化剂发展的必然趋势。

因此，亟需开发一种催化活性强、选择性高、抗中毒性能好的催化剂以满足市场以及环境污染治理的需要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：通过加入助沉剂，以水热法制备金属掺杂改性层状δ-MnO₂，其比表面积增大为未掺杂层状δ-MnO₂的5倍，孔道更为致密，从而使得本发明制备的金属掺杂改性层状δ-MnO₂具有较高的催化氧化活性和高抗氯性能，对有机废气中的难降解挥发性有机物具有高效的催化降解性能。本发明提供的制备方法简单，具有工业应用价值，从而完成本发明。

本发明的目的在于提供以下方面：

(1)一种金属掺杂改性层状δ-MnO₂，所述金属掺杂改性层状δ-MnO₂由含锰化合物制得，所述含锰化合物优选为锰酸盐、高锰酸盐或含锰氧化物。

(2)一种金属掺杂改性层状δ-MnO₂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，加料；

步骤2，在设定反应条件下反应；

步骤3，将步骤2得到的体系后处理，得到最终产品。