[发明专利]一种锰氧化物/氧化锆复合物催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种锰氧化物/氧化锆复合物催化剂的制备方法，其包括：

步骤A，将N₂H₄·H₂O加入到ZrOCl₂·8H₂O水溶液中，搅拌，将所获得的第Ⅰ溶液转移到水热反应釜中，进行水热反应，所得到产物经洗涤后分散到乙醇和水的混合液中，获得t-ZrO₂溶液；

步骤B，将t-ZrO₂溶液与MnSO₄·H₂O和KMnO₄接触混合，并将所获得的混合溶液转移到水热反应釜中，进行水热反应，所得到产物经过滤、洗涤、真空干燥，获得锰氧化物/氧化锆复合物催化剂；

所述锰氧化物/氧化锆复合物催化剂为由作为催化剂主体的锰氧化物与t-ZrO₂基固体酸构成的复合物，其中，锰氧化物具有Mn₂O₃/Mn₃O₄/MnO₂混合价态的异质结构；

所述锰氧化物/氧化锆复合物催化剂中，锰氧化物与氧化锆的质量比为(3-5):1；所述催化剂适用的pH值为3-9；

所述催化剂在pH值为中性的条件下催化过硫酸盐催化降解含酸性橙的废水降解≥97.5％；

在步骤B中，将MnSO₄·H₂O溶于t-ZrO₂溶液中，混合后获得MnSO₄·H₂O/t-ZrO₂混合溶液，将KMnO₄水溶液滴加到MnSO₄·H₂O/t-ZrO₂混合溶液中，搅拌，将所获得第Ⅱ混合溶液转移到水热反应釜中；所述KMnO₄水溶液的浓度为0.158-0.632mol/L，KMnO₄水溶液与t-ZrO₂溶液的体积比为(1:1)-(1：2.5)；

或者，在步骤B中，将KMnO₄溶于t-ZrO₂溶液中，混合后，获得KMnO₄/t-ZrO₂混合溶液，将MnSO₄·H₂O水溶液滴加到KMnO₄/t-ZrO₂混合溶液中，搅拌，将获得第Ⅲ混合溶液转移到水热反应釜中；所述MnSO₄·H₂O水溶液的浓度为0.059-0.236mol/L，MnSO₄·H₂O水溶液与t-ZrO₂溶液的体积比为(1:1)-(1：2.5)；

在步骤B中，所述t-ZrO₂溶液的浓度为0.057-0.171mol/L；搅拌的时间为10-40min；水热反应的温度为120-180℃；水热反应的时间为2-12h；采用水洗涤；真空干燥的温度为60-100℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，锰氧化物与氧化锆的质量比为4:1。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤A中，所述ZrOCl₂·8H₂O水溶液的浓度为0.019-0.0589mol/L；所述N₂H₄·H₂O水溶液的质量分数为80％；乙醇和水的混合液中的水与乙醇的体积比为3:2；所述N₂H₄·H₂O水溶液与ZrOCl₂·8H₂O水溶液的体积比为(1:200)-(3:100)；搅拌的时间为5-30min；水热反应的温度为120-180℃；水热反应的时间为12-36h；依次采用无水乙醇和水洗涤。