[发明专利]一种环境友好型VOCs低温燃烧催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种环境友好型VOCs低温燃烧催化剂，其特征在于：以具有介孔结构铈锰复合氧化物与铈基固态离子液体结合作为复合载体，以Ru为活性组分，所述铈基固态离子液体为Ce_0.33[PyPS]₂PMo₁₂O₄₀、Ce_0.66[PyPS]PMo₁₂O₄₀、Ce_0.33[PyPS]HPMo₁₂O₄₀中的一种, 且催化剂中Ru的质量分数为2.0~5.0wt%。

2.如权利要求1所述的环境友好型VOCs低温燃烧催化剂，其特征在于：所述活性组分Ru是采用凝胶-固载法负载的。

3.一种环境友好型VOCs低温燃烧催化剂的制备方法，其特征在于，是通过如下具体步骤实现的：

（1）介孔铈锰复合氧化物的制备

将硝酸铈溶液和醋酸锰溶液在室温下搅拌混合10~20min后，加入尿素和CTAB继续搅拌25~35min，然后将所得的混合溶液于85~95℃处理12~24 h，依次经离心、洗涤、干燥，再于350~450℃焙烧2~4h得到介孔铈锰复合氧化物；所述硝酸铈和醋酸锰的物质的量之比(0.25~4.0):1，所述尿素的加入量为硝酸铈和醋酸锰总物质的量的10~20倍，所述CTAB的加入量为硝酸铈和醋酸锰总质量的5~9wt%；

（2）复合载体的制备

1）离子液体前驱体PyPS的合成

将超声反应器中加入1,3-丙烷磺酸内酯和对二甲苯，溶解后后向超声反应器中通N₂ 1~2h；然后打开超声反应器并将功率维持在200W~300W，并通过恒压滴液漏斗以10~15滴/min的速度向超声反应器中滴加吡啶，滴加完毕后继续反应4~6h得到乳白色反应混合物，再将反应混合物进行离心，所得的白色沉淀用乙酸乙酯洗涤后，再在75~85℃下干燥5~8h，所得到的固体即为PyPS；

2）介孔铈锰复合氧化物与铈基固态离子液体复合载体

向去离子水中加入介孔铈锰复合氧化物、硝酸铈、PyPS、磷钼酸得到混合物，在室温下搅拌25~35min后转移至超声反应器中再于200~400W反应4~8h，然后依次进行离心、干燥后得到介孔结构铈锰复合氧化物与铈基固态离子液体复合载体；混合物中铈锰复合氧化物的质量浓度为10~20g/100mL；硝酸铈、PyPS、磷钼酸的按物质的量比为(0.33~0.66) : (1.0~2.0):1.0混合反应得到铈基固态离子液体；混合物中PyPS的物质的量浓度为0.20 mol/L；

（3）活性组分Ru的负载

向RuCl₃溶液中加入PVP搅拌25~35min，然后加入新鲜配置的NaBH₄溶液继续搅拌30min，再加入步骤（2）制备的复合载体继续搅拌1h，将所得混合物经离心、洗涤、干燥得到Ru质量分数为2.0~5.0wt%的催化剂。

4.如权利要求3所述的环境友好型VOCs低温燃烧催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述硝酸铈溶液的物质的量浓度为0.2-0.8mol/L，所述醋酸锰溶液的物质的量浓度为0.2 ~ 0.8mol/L。

5.如权利要求3所述的环境友好型VOCs低温燃烧催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）的分步骤1）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1.0 mol/L，1,3-丙烷磺酸内酯与吡啶的物质的量之比为1:1。

6.如权利要求3所述的环境友好型VOCs低温燃烧催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）的分步骤1）中，N₂的流速为20~50mL/min。