[发明专利]过氧化氢分解的锰氧化物催化剂的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种过氧化氢分解的锰氧化物催化剂的制备方法及其应用，所述的锰氧化物催化剂分别为δ‑MnO2、α‑MnO2、β‑MnO2、γ‑MnO2、γ‑Mn3O4和α‑Mn2O3中的任意一种或者任意几种的混合物。在常温常压下催化剂分解过氧化氢，并能将过氧化氢浓度降低到1ppm以下。本发明所提供的锰氧化物催化剂的制备方法简便易行、低污染且易控制、对设备要求低、可控程度高、原料来源广、生产成本低；同时所制备的催化剂，相比于现有技术所制备的催化剂，有更强的过氧化氢分解能力，因而具有较好的实际应用推广价值。

主权项

1.一种过氧化氢分解的锰氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：所述锰氧化物为δ‑MnO₂、α‑MnO₂、β‑MnO₂、γ‑MnO₂、γ‑Mn₃O₄和α‑Mn₂O₃中的任意一种或者任意几种的混合物；所述不同晶型的锰氧化物采用不同的制备方法：其中，所述δ‑MnO₂的制备方法具有如下的过程和步骤：a1.称取0.5g高锰酸钾和0.2g硫酸锰加入至少50mL的蒸馏水中，在室温下充分搅拌，使高锰酸钾和硫酸锰充分溶解，配制成含高锰酸钾和硫酸锰的混合溶液；a2.将按步骤a1配制的混合溶液移至反应釜中，将反应釜放入不低于140℃烘箱中，反应不超过1小时，然后自然冷却至室温后，得反应产物；a3.将按步骤a2所得的反应产物用二次蒸馏水洗涤，得洗涤物；然后将洗涤物在不低于60℃下干燥至少12小时，从而制得最终产物δ‑MnO₂；其中，所述α‑MnO₂的制备方法具有如下的过程和步骤：b1.称取0.5g高锰酸钾和0.2g硫酸锰加入至少50mL的蒸馏水中，在室温下充分搅拌，使高锰酸钾和硫酸锰充分溶解，配制成含高锰酸钾和硫酸锰的混合溶液；b2.将按步骤b1配制的混合溶液移至反应釜中，将反应釜放入不低于140℃烘箱中，反应至少2小时，然后自然冷却至室温后，得反应产物；b3.将按步骤b2所得的反应产物用二次蒸馏水洗涤，得洗涤物；将洗涤物在不低于60℃下干燥至少12小时，从而制得最终产物α‑MnO₂；其中，所述β‑MnO₂的制备方法具有如下的过程和步骤：c1.量取40mL硝酸锰溶液，将其倒入陶瓷坩埚中；c2.将在所述步骤c1中装入硝酸锰溶液的陶瓷坩埚置于马弗炉中，于不低于400℃焙烧至少4小时，然后冷却至室温，研磨得到产物棕黑色β‑MnO₂；其中，所述γ‑MnO₂的制备方法具有如下的过程和步骤：d1.称取33.8g的硫酸锰和45.6g的过硫酸铵作为原料，并将原料溶于至少200mL蒸馏水中，形成混合溶液；d2.将在所述步骤d1中制备的混合溶液置于不高于80℃水浴锅中，采用磁力搅拌至少4小时，之后用水和酒精进行洗涤，然后将洗涤物在不低于70℃下干燥至少12小时，从而制得产物γ‑MnO₂；其中，所述γ‑Mn₃O₄的制备方法具有如下的过程和步骤：e1.将高锰酸钾加入至少120mL的乙醇水溶液中，在室温下充分搅拌，使高锰酸钾充分溶解，配制成含高锰酸钾的混合溶液；e2.将按步骤e1中配制的混合溶液移至反应釜中，将反应釜放入温度不低于120℃的烘箱中，反应至少8小时，然后自然冷却至室温后，得反应产物；e3.将按步骤e2所得的反应产物用二次蒸馏水洗涤5～6次，得洗涤物，然后将洗涤物在不低于60℃下干燥至少10小时，从而制得产物γ‑Mn₃O₄；其中，所述α‑Mn₂O₃的制备方法具有如下的过程和步骤：以MnO₂为原料，将MnO₂放入带盖的陶瓷坩埚中，将坩埚盖子盖上并放入马弗炉中，升温至不低于550℃的目标温度后，在目标温度下保温至少5小时，然后将经过保温处理得到的产物冷却至室温，即得到黑色粉末α‑Mn₂O₃。