[发明专利]适用于低温等离子体协同催化工艺的负载型催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种利用套管式等离子体反应器协同催化处理含恶臭气体的废气的方法，其特征在于，所述套管式等离子体反应器包括同心设置的外壳和内部的陶瓷管，所述陶瓷管内、外表面分别附着网状金属电极，内、外网状金属电极分别连接高压脉冲电源的负极、正极，内、外网状金属电极上均覆盖负载型催化剂；

所述套管式等离子体反应器的输入电压为90-120 V，所述废气在套管式等离子体反应器内的停留时间为3-6 s；

所述负载型催化剂的制备方法包括：将贵金属修饰的α-MnO₂加入到铝溶胶和无水乙醇的混合溶液中混匀得到悬浊液，然后将所述悬浊液均匀涂覆到多孔碳布载体表面，60-90℃烘干，得到所述负载型催化剂；

所述贵金属为Au和/或Pt；

所述贵金属修饰的α-MnO₂、铝溶胶和无水乙醇的比例为0.5-2.5 g:30-100 mL:20-250mL；

所述铝溶胶的制备方法包括：将拟薄水铝石与去离子水按质量比1:10-50混匀得到混合液，然后在60-80℃、持续搅拌的条件下，向所述混合液中滴加0.2-2 mol/L的硝酸溶液直至混合液变为透明胶状且pH为2-5，然后继续在60-80℃下持续搅拌30-100 min，冷却得到所述铝溶胶；

所述贵金属修饰的α-MnO₂的制备方法包括：将贵金属纳米颗粒分散在去离子水中得到分散液A，将α-MnO₂分散在去离子水中超声得到分散液B，将分散液A和分散液B混合均匀后于60-100℃持续搅拌反应2-6 h，反应结束后固液分离，所得固体洗涤、60-80℃干燥，得到所述贵金属修饰的α-MnO₂；

所述分散液A中贵金属纳米颗粒的浓度为5-20 mg/100 mL，所述分散液B中α-MnO₂的浓度为0.1-5 g/50 mL，所述贵金属纳米颗粒和α-MnO₂的质量比为5-20 mg:0.1-5 g。

2.根据权利要求1所述的利用套管式等离子体反应器协同催化处理含恶臭气体的废气的方法，其特征在于，所述α-MnO₂的制备方法包括：将高锰酸钾充分溶解于冰醋酸溶液中，然后转移至反应釜中于100-160℃进行溶剂热反应12-48 h，反应结束后所得沉淀物洗涤、60-90℃干燥，得到所述α-MnO₂。

3.根据权利要求2所述的利用套管式等离子体反应器协同催化处理含恶臭气体的废气的方法，其特征在于，所述冰醋酸溶液的浓度为0.1-0.4 mol/L，所述高锰酸钾和冰醋酸溶液的比例为1-5 g:150 mL。

4.根据权利要求1所述的利用套管式等离子体反应器协同催化处理含恶臭气体的废气的方法，其特征在于，所述贵金属纳米颗粒的制备方法包括：将PVP水溶液在60-80℃下持续搅拌，然后向其中滴加氯铂酸溶液和/或氯金酸溶液，滴加完毕后继续搅拌2-10 min，再向其中滴加硼氢化钾溶液，在60-100℃下继续搅拌0.5-4 h，最后固液分离、洗涤，得到所述贵金属纳米颗粒。

5.根据权利要求4所述的利用套管式等离子体反应器协同催化处理含恶臭气体的废气的方法，其特征在于，所述PVP水溶液中PVP和水的比例为0.1-5 g:100-200 mL，所述氯铂酸溶液的浓度为10-60 mg/mL，所述氯金酸溶液的浓度为10-60 mg/mL，所述硼氢化钾溶液中硼氢化钾和水的比例为0.005-0.04 g:10-40 mL；

所述PVP水溶液中的PVP与氯铂酸溶液、氯金酸溶液、硼氢化钾溶液中的硼氢化钾的比例为0.1-5 g:0.2-5 mL:0.2-5 mL:0.005-0.04 g。