[发明专利]一种改性钴基催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种改性钴基催化剂，其特征在于，该催化剂包括碳球载体以及负载在碳球载体中的氧化钴和过渡金属氧化物，所述过渡金属氧化物包括Cu、Ce或La的氧化物，所述氧化钴和过渡金属氧化物的摩尔比为4：(0～1)；

所述改性钴基催化剂的制备方法包括以下步骤：

(1)将葡萄糖溶于乙醇/水溶液中，超声震荡后在反应釜中反应，反应结束后抽滤，并用水和无水乙醇交替洗涤，干燥，得到碳球载体；

(2)将可溶性Co盐和可溶性过渡金属盐溶解于水中，得到混合溶液，其中，可溶性Co盐和可溶性过渡金属盐中Co元素和过渡金属元素的摩尔比为4：(0～1)，所述混合溶液中Co元素和过渡金属元素的总摩尔浓度为(0.1～0.15)mol/L；

(3)将步骤(1)得到的碳球载体加入到步骤(2)得到的混合溶液中，超声震荡，然后滴加氨水，调节pH至7～10，陈化，然后过滤、洗涤、干燥，得到金属氢氧化物负载碳球粉末；

(4)将步骤(3)得到的金属氢氧化物负载碳球粉末在惰性氛围中进行焙烧，即得所述改性钴基催化剂。

2.一种如权利要求1所述改性钴基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将葡萄糖溶于乙醇/水溶液中，超声震荡后在反应釜中反应，反应结束后抽滤，并用水和无水乙醇交替洗涤，干燥，得到碳球载体；

(2)将可溶性Co盐和可溶性过渡金属盐溶解于水中，得到混合溶液，其中，可溶性Co盐和可溶性过渡金属盐中Co元素和过渡金属元素的摩尔比为4：(0～1)，所述混合溶液中Co元素和过渡金属元素的总摩尔浓度为(0.1～0.15)mol/L；

(3)将步骤(1)得到的碳球载体加入到步骤(2)得到的混合溶液中，超声震荡，然后滴加氨水，调节pH至7～10，陈化，然后过滤、洗涤、干燥，得到金属氢氧化物负载碳球粉末；

(4)将步骤(3)得到的金属氢氧化物负载碳球粉末在惰性氛围中进行焙烧，即得所述改性钴基催化剂。

3.根据权利要求2所述的一种改性钴基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的乙醇/水溶液，其乙醇和水的体积比为1：(1～89)，加入的葡萄糖质量与乙醇/水溶液的体积之比为(5～15)g：(70～90)mL，步骤(1)中所述超声震荡的时间为30～90min。

4.根据权利要求2所述的一种改性钴基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述反应在带有聚四氟乙烯内胆的反应釜中进行，反应温度为120～180℃，反应时间为5～12h。

5.根据权利要求2所述的一种改性钴基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中反应结束后，抽滤，并用水和无水乙醇交替洗涤3～5次，并在60～120℃温度下真空干燥6～10h。

6.根据权利要求2所述的一种改性钴基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中碳球载体的加入质量与混合溶液的体积比为(45～55)：1，且步骤(3)中超声震荡的时间为1～2h。

7.根据权利要求2所述的一种改性钴基催化剂的制备方法，其特征在于，所述陈化的温度为15～25℃，陈化时间为12～15h，陈化后用水洗涤3～5次，然后于60～120℃，温度下真空干燥12～24h。

8.根据权利要求2所述的一种改性钴基催化剂的制备方法，其特征在于，所述焙烧温度为400～500℃，焙烧时间为2～4h。

9.一种如权利要求1所述改性钴基催化剂的应用，其特征在于，该改性钴基催化剂用于挥发性有机物催化燃烧降解的催化剂，所述挥 发性有机物包括丁烷、2-甲基丁烷、戊烷、2-甲苯、1、3丁二烯、甲基戊烷、3-甲基已烷、甲基庚烷、异丙苯、丙苯、间-乙基甲苯、邻-乙基甲苯、均三甲苯、间-二乙苯、十二烷、甲硫醚、柠檬烯、丙烯、丙酮、正己烷的一种或几种的混合物。

10.根据权利要求9所述的一种改性钴基催化剂的应用，其特征在于，所述催化剂的用量为每克催化剂处理含600～18000ppm挥发性有机物的废气，所述废气的流量为10～30L/h。