[发明专利]一种催化VOCs的锰-铜基复合氧化物掺杂稀土元素的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种催化VOCs的锰-铜基复合氧化物掺杂稀土元素的催化剂，其特征在于：所述催化剂以堇青石蜂窝陶瓷为载体，由内而外依次包覆第一金属氧化物涂层、第二金属氧化物涂层和第三金属氧化物涂层；所述第一金属氧化物涂层主要成分为活性三氧化二铝，所述第二金属氧化物涂层主要成分为镧氧化物、铪氧化物以及铈氧化物，所述第三金属氧化物涂层主要成分为锰氧化物和铜氧化物；

所述第一金属氧化物涂层中，活性三氧化二铝增重比率为5%-15%；所述第二金属氧化物涂层中，镧氧化物、铪氧化物及铈氧化物增重比率分别为0.5%-2%；所述第三金属氧化物涂层中，锰氧化物和铜氧化物增重比率分别为1%-5%。

2.如权利要求1所述的催化VOCs的锰-铜基复合氧化物掺杂稀土元素的催化剂，其特征在于：所述载体堇青石蜂窝陶瓷六边形、圆形或方形中任意一种，堇青石基蜂窝陶瓷为方形时，长为5-15cm、宽为5-15cm、高为5-15cm，堇青石基蜂窝陶瓷上孔的密度为100-500目。

3.如权利要求1所述的催化VOCs的锰-铜基复合氧化物掺杂稀土元素的催化剂，其特征在于：所述第一金属氧化物涂层中，活性三氧化二铝增重比率为10%-15%；所述第二金属氧化物涂层中，镧氧化物、铪氧化物及铈氧化物增重比率分别为1%-2%；所述第三金属氧化物涂层中，锰氧化物和铜氧化物增重比率分别为2.5%-5%。

4.如权利要求1所述的催化VOCs的锰-铜基复合氧化物掺杂稀土元素的催化剂，其特征在于：所述氧化物中含低价态的氧化物组分占各涂层比例为MnO₂ 30-60wt%、CuO15-29wt%、HfO₂18-33 wt%、La₂0₃18-33 wt%、CeO₂ 18-33 wt%。

5.如权利要求1-4任意一项所述的催化VOCs的锰-铜基复合氧化物掺杂稀土元素的催化剂的制备方法，其特征在于步骤如下：

（1）将堇青石蜂窝陶瓷载体放入浓度为5%-10%稀硝 酸中浸泡4-12小时，取出后在80℃-150℃下干燥1-6小时；

（2）将步骤（1）处理后的蜂窝陶瓷基体浸入铝溶胶中，取出后干燥、在氮气保护下400℃-900℃焙烧1-6小时，形成第一金属氧化物涂层；

（3）将步骤（2）中得到的堇青石蜂窝陶瓷浸渍于一种铪-镧-铈盐溶液中，取出后干燥、在氮气保护下400℃-600℃焙烧1-6小时，形成第二金属氧化物涂层；

（4）将步骤（3）中得到的堇青石蜂窝陶瓷浸渍于一种锰-铜盐溶液中，取出后干燥、在氮气保护下400℃-550℃焙烧1-6小时，形成第三金属氧化物涂层。

6.如权利要求5所述的催化VOCs的锰-铜基复合氧化物掺杂稀土元素的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中铝溶胶的制备方法为：拟薄水铝石粉与去离子水按比例混合，添加尿素，室温下充分搅拌，滴加浓硝酸调节浆液pH=2-5，胶溶反应60-240min，即得稳定的铝溶胶，其中拟薄水铝石粉：去离子水：尿素的质量比为：（3-5）:（25-30）：（1.5-2.5）。

7.如权利要求5所述的催化VOCs的锰-铜基复合氧化物掺杂稀土元素的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中铪-镧-铈盐溶液的制备方法为：将硫酸铪、硫酸镧和六水合硝酸铈溶于水中，再加入尿素，恒温下搅拌，即得铪-镧-铈盐溶液；其中，硫酸铪：硫酸镧：六水合硝酸铈：尿素：水质量比为（0.01-0.5）：（0.01-0.5）：（0.01-0.5）：1：1。

8.如权利要求5所述的催化VOCs的锰-铜基复合氧化物掺杂稀土元素的催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中锰-铜盐溶液的制备方法为：将硝酸锰和硝酸铜加入到水中，再添加尿素，恒温下搅拌，即得锰-铜盐溶液；其中，硝酸锰：硝酸铜：尿素：水质量比为（0.01-0.5）：（0.01-0.5）： 1：1。