[发明专利]一种用于空气净化的催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种用于空气净化的催化剂，其特征在于：以锰钴复合氧化物与锰基固态离子液体结合作为复合载体，以贵金属Pt为活性组分，所述锰基固态离子液体为Mn[MIMPS]PW₁₂O₄₀、Mn_0.5[MIMPS]₂PW₁₂O₄₀、Mn_0.5[MIMPS]HPW₁₂O₄₀中的一种，所述催化剂中Pt的质量分数为1.0~3.0wt%。

2.一种用于空气净化的催化剂的制备方法，其特征在于，是通过如下具体步骤实现的：

（1）锰钴复合氧化物的制备

将醋酸锰溶液和硫酸钴溶液在室温下混合搅拌10~20 min，然后加入尿素和CTAB并继续搅拌30min，将所得的混合溶液于80~90℃下反应12~24h，将所得产物经离心、洗涤、干燥后于350~450℃焙烧3~6h；所述醋酸锰和硫酸钴的物质的量之比为1:3~3:1，所述尿素的加入量为醋酸锰和硫酸钴总物质的量的10~20倍，所述CTAB的加入量为醋酸锰和硫酸钴总重量的2wt%~5wt%；

（2）离子液体前驱体MIMPS的合成

将1,3-丙烷磺酸内酯和对二甲苯加入到超声反应器中，完全溶解后向超声反应器中通入N₂1~2h，然后打开超声反应器将功率保持在200~300W，并通过恒压滴液漏斗将N-甲基咪唑以10~20滴/min的速度向超声反应中进行滴加，滴加完毕后继续反应4~6 h得到乳白色反应混合物，将反应混合物进行离心，所得到的白色沉淀用乙酸乙酯洗涤，并在70~90℃下干燥4~6h，得到的白色粉末固体即为MIMPS；

（3）锰钴复合氧化物与锰基固态离子液体复合载体的制备

将锰钴复合氧化物、磷钨酸、醋酸锰、MIMPS加入到去离子水中得到混合物，在室温下搅拌20 min后转移至超声反应器中于200~400W反应3~6h，反应结束后将混合物进行离心，所得固体产物在70~90℃干燥6~8h，所得固体即为锰钴复合氧化物与锰基固态离子液体的复合载体；其中，磷钨酸、醋酸锰和MIMPS在超声反应器中反应得到锰基固态离子液体；

（4）活性组分Pt的负载

依次向三口烧瓶中加入氯铂酸溶液、步骤（3）制备的复合载体、甲酸，然后向其中通入氮气以驱除其中的氧气，将所得的混合物在300W紫外光的照射下搅拌处理4~8 h，再依次经离心、洗涤、干燥后得到Pt含量为1.0~3.0wt%的催化剂。

3.如权利要求2所述的用于空气净化的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，醋酸锰溶液的物质的量浓度为0.1~0.3mol/L，硫酸钴溶液的物质的量浓度为0.1~ 0.3mol/L。

4.如权利要求2所述的用于空气净化的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述1,3-丙烷磺酸内酯在对二甲苯中的物质的量浓度为0.5moL/L，1,3-丙烷磺酸内酯与N-甲基咪唑的物质的量之比为1：1。

5.如权利要求2所述的用于空气净化的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，N₂的流速为20~50mL/min。

6.如权利要求2所述的用于空气净化的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，混合物中锰钴复合氧化物的质量浓度为10~30g/100mL；磷钨酸、MIMPS、醋酸锰的摩尔比为1.0:(1.0~2.0):(0.5~1.0）；混合物中MIMPS的摩尔浓度为0.15 mol/L。

7.如权利要求2所述的用于空气净化的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，铂的质量浓度为50 mg/L，铂与复合载体的质量比为(1-3):(97-99)，保持甲酸和水的体积比为1:20，干燥条件为100~130℃干燥5~10h。