[发明专利]一种MOFs衍生的用于非甲烷总烃催化燃烧的Co-基催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种MOFs衍生的用于非甲烷总烃催化燃烧的Co‑基催化剂及其制备方法和应用，该催化剂包括二氧化硅和氧化铝的混合物组成的载体以及表面活性组分Co₃O₄，所述的载体中，二氧化硅和氧化铝质量比为5：5‑7：3；所述的活性组分Co₃O₄为Zif‑67衍生的Co₃O₄，以Co₃O₄质量计，为载体质量的10%。本发明催化剂采用水热法制备，使制备得到的催化剂中Co₃O₄颗粒尺寸较小，且分布均匀。本发明催化剂用于非甲烷总烃检测设备中检测非甲烷总烃。在292‑325 ^oC较低的温度区间内下，可以实现甲烷转化率低于5%，丙烷完全催化氧化转化率达95%。

技术领域

本发明属于催化环保技术领域，具体涉及一种MOFs衍生的用于非甲烷总烃催化燃烧的Co-基催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

非甲烷总烃（NMHC）是指除甲烷以外的其他所有具有挥发性的碳氢化合物的总称，如烷烃、烯烃、芳香烃和含氧碳氢化合物等。当环境中NMHC超过一定浓度时，会对人体健康产生直接危害，且很多挥发性有机物对人体有致癌作用。并且，非甲烷总烃在光照条件下会通过化学反应产生光化学烟雾及臭氧，对人类环境造成不可估量的损害。因此，从总烃中区分出非甲烷总烃，使其得以准确检测需求巨大。

目前用于非甲烷总烃(NMHC)的检测方法主要是色谱法。HJ38-2017标准中指出气相色谱法测量NMHC的含量的检测方法是将气体样品直接注入具有氢火焰离子化检测器的气相色谱仪，分别在总烃柱和甲烷柱上测得总烃和甲烷的含量，两者之差即为NMHC的含量。该方法检测繁琐，且成本较高。除此之外，气相色谱体型庞大，很难做成便携式检测器，无法进行现场监测。针对此问题，目前针对总烃中非甲烷总烃的检测发展了一种催化氧化法。催化氧化法和色谱法的主要区别在于，催化法通过催化氧化除甲烷以外的有机物对甲烷进行分析。催化氧化法的优势在于简化设备构造，方法简单，易于做成便携式检测设备。与此同时，也对非甲烷总烃催化剂的效率和温度窗口提出了更高的要求。

本发明提供一种MOFs衍生的用于非甲烷总烃催化燃烧的Co-基催化剂及其制备方法和应用，其目的在于，提供一种高效的非贵金属Co-基催化剂，从而替代贵金属，使检测仪器成本降低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，在现有研究基础上进一步开发一种MOFs衍生的用于非甲烷总烃催化燃烧的Co-基催化剂，使其替代贵金属，使催化剂成本进一步降低，本发明目的在于提供一种MOFs衍生的用于非甲烷总烃催化燃烧的Co-基催化剂。

本发明的再一目的在于：提供一种上述MOFs衍生的用于非甲烷总烃催化燃烧的Co-基催化剂产品的制备方法。

本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种MOFs衍生的用于非甲烷总烃催化燃烧的Co-基催化剂，包括二氧化硅和氧化铝的混合物组成的载体以及表面活性组分Co₃O₄，所述的载体中，二氧化硅和氧化铝质量比为5：5-7：3；所述的活性组分Co₃O₄为Zif-67衍生的Co₃O₄，以Co₃O₄质量计，相较于载体的质量百分数为10%。

本发明提供一种MOFs衍生的用于非甲烷总烃催化燃烧的Co-基催化剂的制备方法，采用水热法制备，主要包括以下步骤：