[发明专利]碳纳米管负载过渡金属氧化物催化剂及其应用

说明书

本发明公开一种碳纳米管负载过渡金属氧化物催化剂及其应用，其制备方法包括：S1，CNTs加入过渡金属盐溶液中并混合均匀；S2，在鼓风干燥箱中缓慢蒸干水分，得到固体样品；S3，将干燥后的固体样品置于管式加热炉中，在氩气氛围中加热至煅烧温度，得到过渡金属氧化物催化剂。本发明旨在提供一种有效增强金属氧化物之间的相互作用，降低完全氧化VOCs的所需温度以及提高催化剂的活性的碳纳米管负载过渡金属氧化物催化剂的制备方法。

技术领域

本发明涉及过渡金属氧化物催化剂技术领域，特别涉及一种碳纳米管负载过渡金属氧化物催化剂、其制备方法以及应用。

背景技术

常温常压下易挥发的有机物被定义为挥发性有机污染物(Volatile OrganicCompounds，VOCs)。VOCs种类复杂，被公认为是产生臭氧和光化学烟雾的前驱体，有毒有害，对人类生存环境和生命健康都有严重危害。VOCs容易刺激人体器官，引发头痛，甚至危及生命。催化氧化技术是最有效去除VOCs的方法，其最终产物为二氧化碳和水，反应温度较低，绿色节能，具有广阔的工业应用前景。

贵金属氧化物催化剂是目前公认为去除VOCs活性最高的催化剂。比如，Jiang等(IndustrialEngineering Chemistry Research.2018,57(43),14544-14550)制备的Pt/GA催化剂可以在20℃下催化氧化去除100ppm甲醛。然而，贵金属催化剂成本高的劣势限制了其大规模制备。负载型过渡金属氧化物催化剂的特点在于成本低廉，但和贵金属催化剂相比，过渡金属氧化物催化剂的活性还是偏低。选择合适的载体以及提高催化剂中活性组分的相互作用是两种有效的方法去提高过渡金属氧化物催化剂的VOCs氧化活性。碳纳米管(CNTs)是一种优秀的催化剂载体，其热稳定性和疏水性良好，表面化学性质丰富，易于改性。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种碳纳米管负载过渡金属氧化物催化剂的制备方法，旨在提供一种有效增强金属氧化物之间的相互作用，降低完全氧化VOCs的所需温度以及提高催化剂的氧化活性的碳纳米管负载过渡金属氧化物催化剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明提出的碳纳米管负载过渡金属氧化物催化剂的制备方法，其制备方法包括：

S1，CNTs加入溶有过渡金属盐溶液并混合均匀；

S2，在鼓风干燥箱中缓慢蒸干多余水分，得到固体样品；

S3，将干燥后的固体样品置于管式加热炉中，在氩气氛围中加热至煅烧温度，得到过渡金属氧化物催化剂。

在一实施例中，S1步骤中的过渡金属氧化物为Co(NO₃)₃·6H₂O，将300mg CNTs加入溶有x g Co(NO₃)₃·6H₂O的10mL去离子水溶液中，经S2和S3步骤后得到xCo/CNTs催化剂。

在一实施例中，CNTs与Co(NO₃)₃·6H₂O的质量比为(0.14～3)：1，Co(NO₃)₃·6H₂O水溶液的浓度为0.01～0.21g/mL。

在一实施例中，S1步骤中的过渡金属氧化物为Co(NO₃)₃·6H₂O和Ce(NO₃)₃·6H₂O，将300mg CNTs加入溶有1.4816g Co(NO₃)₃·6H₂O和y gCe(NO₃)₃·6H₂O的10mL去离子水溶液中，经S2和S3步骤后得到复合过渡金属氧化物催化剂。