[发明专利]一种钴基复合金属氧化物的制备方法及其在催化氧化甲苯中的应用

权利要求书

1.一种Co基复合金属氧化物，其特征在于：以ZSA-1为钴基氧化物的前驱体，分别以铜、锰、铁或镍的硝酸盐乙醇溶液为Cu、Mn、Fe、Ni源，将钴基氧化物的前驱体浸渍于铜、锰、铁或镍的硝酸盐乙醇溶液中，控制钴与铜、锰、铁或镍中的任意一种金属的初始摩尔比为1：1，350℃下煅烧1小时，分别得到Co基复合金属氧化物催化剂： M-Co₃O₄/CuO_x、M-Co₃O₄/MnO_x、M-Co₃O₄/FeO_x或M-Co₃O₄/NiO_x。

2.制备权利要求1所述的一种Co-MOF基复合金属氧化物的方法，其特征在于：步骤如下：

（1）钴基ZSA-1的制备：将0.04g咪唑-4，5-二羧酸和0.06g四水合乙酸钴加入到3ml去离子水中，室温下搅拌，搅拌过程中加入60μL 1，2-丙二胺溶液，15分钟后将溶液移至反应釜中，于120℃下反应22小时，取出后自然冷却；将反应得到的产物收集，用去离子水洗，直至得到纯的红色八面体晶体，于空气中干燥，得到钴基ZSA-1，于150℃下真空干燥6-7小时；

（2）Co基复合金属催化氧化物的制备：将Cu(NO₃)₂•3H₂O、Mn(NO₃)₂•4H₂O、Fe(NO₃)₃•9H₂O或Ni(NO₃)₂•6H₂O分别溶于25mL的无水乙醇中，超声溶解均匀，取步骤（1）所制备的钴基ZSA-1置于各金属的硝酸盐乙醇溶液中，控制钴与金属Cu、Mn、Fe或Ni的初始摩尔比为1：1，磁力搅拌30分钟后离心分离，然后再用乙醇离心洗三次，沉淀取出后60 ℃烘箱中干燥过夜，空气气氛中350℃煅烧1小时，得到Co基复合金属氧化物催化剂：M-Co₃O₄/CuO_x、M-Co₃O₄/MnO_x、M-Co₃O₄/FeO_x或M-Co₃O₄/NiO_x。

3.权利要求1所述的Co基复合金属氧化物在催化氧化甲苯中的应用，其特征在于：具体方法为：

（1）催化剂前处理：先取0.2g制备好的Co基复合金属氧化物催化剂装入固定床微反应器中，对催化剂进行活化，通入流速为30ml/min氮气，升温控制固定床反应器在200℃下保持1小时，去除催化剂表面的水分与各种杂质；

（2）催化氧化甲苯：催化剂活化完后将固定床温度降至130℃，利用冰水浴鼓泡装置通入甲苯，通入甲苯的初始浓度为1000 ppm，空速为20000-80000ml•g^-1•h^-1，待甲苯吸附饱和后，再以10℃/min速率使固定床升温，进行甲苯催化氧化反应，每隔10℃测定一次甲苯转化率，直至甲苯完全催化氧化。