CN109926059A - 一种堇青石基复合金属氧化物催化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种堇青石基复合金属氧化物催化剂及其制备方法，本发明的堇青石基复合金属氧化催化剂的制备方法，包括将Mn、Co、Cu、Ni中两种及以上的可溶性盐溶液负载到稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体上，经干燥、焙烧后制得复合金属氧化物粉末式催化剂，再将上述制备的粉末式催化剂研磨均匀，加入添加剂和水，充分搅拌后静置，再将预处理过的堇青石放入当中浸渍，再经干燥、焙烧制得堇青石基复合金属氧化物催化剂。本发明方法所制备的催化剂具有原料来源广泛，成本低，制备工艺简单易操作的特点，可应用于低浓度有机废气消除，尤其对羧酸酯类的催化燃烧具有较好的脱除效果。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种堇青石基复合金属氧化物催化剂及其制备方法。
背景技术
堇青石（Cordierite）是多孔陶瓷材，化学式为2MgO.2Al2O3.5SiO2，主要由高岭土（Al2O3.2SiO2.2H2O）、滑石（3MgO.4SiO2.2H2O）和有机黏合剂挤压成型，干燥后再经高温焙烧制成。具有低的热膨胀系数，较高的化学稳定性和抗震性能及一定的机械强度，此外，还具有良好的吸附性能，可应用于低浓度有机废气净化过滤的负载装置。
有机废气是石油化工行业排放的常见污染物，有机废气中常含有烃类化合物、含氧有机化合物、含氮、硫、卤素及含磷有机化合物等。处理有机废气的法有很多种，可分为两大类：回收技术和销毁技术。回收技术是回收高浓度的有机废气；销毁技术应用于低浓度有机废气，包含热力学燃烧、催化燃烧等技术。催化燃烧技术因处理效率高、无二次污染和较低能耗等优点，是处理低浓度有机废气的有效方法，应用前景广泛。
催化剂是催化燃烧技术的关键，根据活性组分不同分为贵金属与非贵金属催化剂大类，非贵金属是以价态多变、价格低廉优点著称，可通过一定方法制备出活性高、稳定性好的非贵的复合金属氧化物催化剂。
复合金属氧化物催化剂主要为负载型，将活性组分负载到合适载体上提高其分散度和催化剂的稳定性。当前主要使用浸渍法来负载催化剂活性组分，但容易使制得的催化剂脱落，稳定性与使用寿命均受影响，开发出合适的负载型、高稳定性的复合金属氧化物催化剂具有较高的实际应用价值。
目前，缺乏一种活性稳定的堇青石基复合金属氧化催化剂及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提出一种活性稳定的堇青石基复合金属氧化催化剂及其制备方法。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：本发明的一种堇青石基复合金属氧化物催化剂，所述的堇青石基复合金属氧化物催化剂包括按重量份数计的如下组分组成：
稀土复合金属氧化物Ce~Zr固溶体 75~90份，
聚乙二醇200 3~5份，
聚乙二醇400 2~3份，
聚乙二醇600 1~2份，
去离子水添加量为上述原料质量的20%~30%。
本发明所述的一种堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）溶液配制：配制两种及以上可溶性金属盐的复合盐溶液；
（2）稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体的制备：将无机碱溶液加入到Ce(NO3)3、Zr(NO3)4混合溶液中，搅拌、洗涤至中性，干燥、焙烧得稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体；
（3）粉末式催化剂的制备：在步骤（1）配制的金属复合盐溶液中，向其中加入步骤（2）得到的稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体，搅拌条件下浸渍，经干燥、焙烧后，制得稀土复合金属氧化物粉末式催化剂；
（4）堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备：将步骤（3）中制得的稀土复合金属氧化物粉末式催化剂进行研磨，加入去离子水和添加剂，充分搅拌后静置，再将提前预处理过的堇青石放入当中浸渍一段时间，经干燥、焙烧，制得堇青石基复合金属氧化物催化剂。
进一步地，在步骤（1）中，所述的金属盐为Mn盐、Co盐、Cu盐或Ni盐；所述的可溶性金属盐为硝酸盐、硫酸盐或醋酸盐，所述的可溶性盐溶液的摩尔浓度为0.50~1mol/L。
进一步地，在步骤（2）中，所述的无机碱溶液为碳酸钠、碳酸铵、氢氧化钠中的一种或几种的组合，所述的无机碱溶液的摩尔浓度为1~2mol/L。
更进一步地，在步骤（2）中，所述的Ce(NO3)3、Zr(NO3)4混合溶液与无机碱的配比为20~100ml:10~100ml，搅拌温度为30~50℃，搅拌时间为1~3h，干燥温度为100~120℃，干燥时间为8~10h，焙烧温度为300~700℃，焙烧时间为4~5h。
进一步地，在步骤（3）中，所述的复合盐的质量为稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体质量的5%~30%，浸渍搅拌温度为30~50℃，时间为1~3h，干燥温度为100~120℃，干燥时间为8~10h，焙烧温度为300~700℃，焙烧时间为4~5h。
进一步地，在步骤（4）中，所述的添加剂为聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600中的两种或两种以上的组合。
更进一步地，在步骤（4）中，所述的堇青石为圆形或矩形，直径为20~100mm，为200~500目的方孔，在去离子水、稀硝酸或稀盐酸中的一种以上中浸泡1~2h。
进一步地，在步骤（4）中，升温焙烧过程如下：干燥后的胚体放置马沸炉中先以1~2℃/min升温至200℃，保持时间为1~2h，然后再以2~3℃/min升温至250~300℃，保持1~2h，再以5~8℃/min升温至700℃，保持4~6h，得到堇青石基复合金属氧化物催化剂。
本发明所述的堇青石基复合金属氧化物催化剂在低浓度有机废气催化燃烧中的应用。
有益效果：本发明方法所制备的堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备方法简单易操作，原料来源广泛、成本价格低廉。本发明方法所制备的堇青石基复合金属氧化物催化剂的活性组分分布均匀，催化活性较高，可应用于低浓度有机废气的消除，尤其对羧酸酯类的催化燃烧脱除。
附图说明
图1为实施例1制备的堇青石基复合金属氧化物催化剂的SEM电镜图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1
如图1所示，本发明的一种堇青石基复合金属氧化物催化剂，所述的堇青石基复合金属氧化物催化剂包括按重量份数计的如下组分组成：
稀土复合金属氧化物Ce~Zr固溶体 75份，
聚乙二醇200 5份，
聚乙二醇400 2.5份，
聚乙二醇600 2份，
去离子水添加量为上述原料质量的20%。
本发明所述的一种堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）溶液配制：配制两种及以上可溶性金属盐的复合盐溶液；所述的金属盐为Mn盐和Cu盐；所述的可溶性金属盐为硝酸盐，所述的可溶性盐溶液的摩尔浓度为0.50mol/L。
（2）稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体的制备：将无机碱溶液加入到Ce(NO3)3、Zr(NO3)4混合溶液中，搅拌、洗涤至中性，干燥、焙烧得稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体；所述的无机碱溶液为碳酸钠，所述的无机碱溶液的摩尔浓度为2mol/L。所述的Ce(NO3)3、Zr(NO3)4混合溶液与无机碱的配比为8:1，搅拌温度为30℃，搅拌时间为2h，干燥温度为120℃，干燥时间为9h，焙烧温度为700℃，焙烧时间为4h。
（3）粉末式催化剂的制备：在步骤（1）配制的金属复合盐溶液中，向其中加入步骤（2）得到的稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体，搅拌条件下浸渍，经干燥、焙烧后，制得稀土复合金属氧化物粉末式催化剂；所述的复合盐的质量为稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体质量的30%，浸渍搅拌温度为50℃，时间为3h，干燥温度为100℃，干燥时间为9h，焙烧温度为500℃，焙烧时间为4h。
（4）堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备：将步骤（3）中制得的稀土复合金属氧化物粉末式催化剂进行研磨，加入去离子水和添加剂，充分搅拌后静置，再将提前预处理过的堇青石放入当中浸渍一段时间，经干燥、焙烧，制得堇青石基复合金属氧化物催化剂。所述的添加剂为聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600中的两种或两种以上的组合。所述的堇青石为矩形，直径为100mm，为200目的方孔，在去离子水、稀硝酸或稀盐酸中的一种以上中浸泡1h。
升温焙烧过程如下：干燥后的胚体放置马沸炉中先以2℃/min升温至200℃，保持时间为1h，然后再以3℃/min升温至280℃，保持2h，再以8℃/min升温至700℃，保持6h，得到堇青石基复合金属氧化物催化剂。
本发明所述的堇青石基复合金属氧化物催化剂在低浓度有机废气催化燃烧中的应用。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：本发明的一种堇青石基复合金属氧化物催化剂，所述的堇青石基复合金属氧化物催化剂包括按重量份数计的如下组分组成：
稀土复合金属氧化物Ce~Zr固溶体 90份，
聚乙二醇200 4份，
聚乙二醇400 3份，
聚乙二醇600 1份，
去离子水添加量为上述原料质量的25%。
本发明所述的一种堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备方法，包括如下步骤：
在步骤（1）中，溶液配制：配制两种及以上可溶性金属盐的复合盐溶液；所述的金属盐为Co盐和Ni盐；所述的可溶性金属盐为醋酸盐，所述的可溶性盐溶液的摩尔浓度为1mol/L。
在步骤（2）中，稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体的制备：将无机碱溶液加入到Ce(NO3)3、Zr(NO3)4混合溶液中，搅拌、洗涤至中性，干燥、焙烧得稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体；所述的无机碱溶液为碳酸铵和氢氧化钠中的两种的组合，所述的无机碱溶液的摩尔浓度为1.5mol/L。所述的Ce(NO3)3、Zr(NO3)4混合溶液与无机碱的配比为1: 5，搅拌温度为50℃，搅拌时间为1h，干燥温度为100℃，干燥时间为8h，焙烧温度为300℃，焙烧时间为4.5h。
在步骤（3）中，粉末式催化剂的制备：在步骤（1）配制的金属复合盐溶液中，向其中加入步骤（2）得到的稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体，搅拌条件下浸渍，经干燥、焙烧后，制得稀土复合金属氧化物粉末式催化剂；所述的复合盐的质量为稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体质量的5%，浸渍搅拌温度为30℃，时间为2h，干燥温度为110℃，干燥时间为8h，焙烧温度为700℃，焙烧时间为4.5h。
在步骤（4）中，堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备：将步骤（3）中制得的稀土复合金属氧化物粉末式催化剂进行研磨，加入去离子水和添加剂，充分搅拌后静置，再将提前预处理过的堇青石放入当中浸渍一段时间，经干燥、焙烧，制得堇青石基复合金属氧化物催化剂。所述的添加剂为聚乙二醇200和聚乙二醇600。所述的堇青石为圆形，直径为20mm，为500目的方孔，在去离子水、稀硝酸或稀盐酸中的一种以上中浸泡2h。
升温焙烧过程如下：干燥后的胚体放置马沸炉中先以1℃/min升温至200℃，保持时间为2h，然后再以2℃/min升温至250℃，保持1h，再以6℃/min升温至700℃，保持4h，得到堇青石基复合金属氧化物催化剂。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：本发明的一种堇青石基复合金属氧化物催化剂，所述的堇青石基复合金属氧化物催化剂包括按重量份数计的如下组分组成：
稀土复合金属氧化物Ce~Zr固溶体 80份，
聚乙二醇200 3份，
聚乙二醇400 2份，
聚乙二醇600 1.5份，
去离子水添加量为上述原料质量的30%。
本发明所述的一种堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备方法，包括如下步骤：
在步骤（1）中，溶液配制：配制两种及以上可溶性金属盐的复合盐溶液；所述的金属盐为Co盐和Cu盐；所述的可溶性金属盐为硫酸盐，所述的可溶性盐溶液的摩尔浓度为0.80mol/L。
在步骤（2）中，稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体的制备：将无机碱溶液加入到Ce(NO3)3、Zr(NO3)4混合溶液中，搅拌、洗涤至中性，干燥、焙烧得稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体；所述的无机碱溶液为碳酸钠、碳酸铵和氢氧化钠中的三种的组合，所述的无机碱溶液的摩尔浓度为1mol/L。所述的Ce(NO3)3、Zr(NO3)4混合溶液与无机碱的配比为5：4，搅拌温度为40℃，搅拌时间为3h，干燥温度为110℃，干燥时间为10h，焙烧温度为500℃，焙烧时间为5h。
在步骤（3）中，粉末式催化剂的制备：在步骤（1）配制的金属复合盐溶液中，向其中加入步骤（2）得到的稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体，搅拌条件下浸渍，经干燥、焙烧后，制得稀土复合金属氧化物粉末式催化剂；所述的复合盐的质量为稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体质量的20%，浸渍搅拌温度为40℃，时间为1h，干燥温度为120℃，干燥时间为10h，焙烧温度为300℃，焙烧时间为5h。
在步骤（4）中，堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备：将步骤（3）中制得的稀土复合金属氧化物粉末式催化剂进行研磨，加入去离子水和添加剂，充分搅拌后静置，再将提前预处理过的堇青石放入当中浸渍一段时间，经干燥、焙烧，制得堇青石基复合金属氧化物催化剂。
所述的添加剂为聚乙二醇400和聚乙二醇600两种的组合。所述的堇青石为矩形，直径为80mm，为200目的方孔，在去离子水、稀硝酸或稀盐酸中的一种以上中浸泡1.5h。
升温焙烧过程如下：干燥后的胚体放置马沸炉中先以1.2℃/min升温至200℃，保持时间为1.5h，然后再以2.5℃/min升温至300℃，保持1.5h，再以5℃/min升温至700℃，保持5h，得到堇青石基复合金属氧化物催化剂。
实施例4
按Mn、Co元素摩尔比为6:1，配制成浓度为0.50mol/L的Mn~Co混合盐溶液待用。
配制50ml浓度为0.50mol/L的Ce(NO3)3、Zr(NO3)4混合溶液，边搅拌边加入20ml浓度为1mol/LNa2CO3溶液，搅拌温度为30℃，搅拌时间2h，干燥温度为110℃，干燥8h，在马弗炉中500℃焙烧4h得稀土基复合金属氧化物Ce~Zr固溶体。
称取20g稀土基复合金属氧化物Ce~Zr固溶体，加入质量分数为稀土基复合金属氧化物Ce~Zr固溶体10%的Mn~Co混合盐溶液，浸渍搅拌温度为30℃，搅拌时间2h，干燥温度为110℃，干燥时间为8h，焙烧温度为500℃，焙烧4h后研磨得稀土复合金属氧化物粉末式催化剂。
称取20g稀土复合金属氧化物催化剂粉末，向其中加入3g的聚乙二醇200、2g的聚乙二醇400组成的添加剂，15ml去离子水后静置成浆料待用。
选取直径为40mm、400目方孔的圆柱形堇青石，放入去离子水中浸泡1h待用。
浸泡后的堇青石放入到浆料中浸渍1h后取出干燥，干燥温度为110℃，干燥时间为8h，干燥后的胚体放置马沸炉中先以1℃/min升温至200℃，保持1h，然后再以3℃/min升温至300℃，保持1h，再以5℃/min升温至500℃，保持4h，得到堇青石基复合金属氧化物催化剂。超声振荡2次，脱落率为0.56%。
催化剂活性在连续流动的固定床石英反应器中进行评价，有机气体浓度在小于10g/m3，空速为12000L/(kg.h)时，乙酸乙酯在催化燃烧温度为330℃时，转化率达到98%，乙酸丙酯在催化燃烧温度为340℃时，转化率达到98%。
实施例5
按Mn、Ni元素摩尔比为2:1，配制成浓度为0.50mol/L的Mn~Ni混合盐溶液待用。
配制40ml浓度为0.50mol/L的Ce(NO3)3、Zr(NO3)4混合溶液，边搅拌边加入50ml浓度为1mol/L(NH4)2CO3溶液，搅拌温度为30℃，搅拌时间1h，干燥温度为110℃，干燥10h，在马弗炉中600℃焙烧5h得稀土基复合金属氧化物Ce~Zr固溶体。
称取20g稀土基复合金属氧化物Ce~Zr固溶体，加入质量分数为固溶体15%的Mn~Co混合盐溶液，浸渍搅拌温度为30℃，搅拌时间1h，干燥温度为110℃，干燥时间为10h，焙烧温度为600℃，焙烧5h后研磨得稀土复合金属氧化物粉末式催化剂。
称取20g稀土复合金属氧化物催化剂粉末，向其中加入5g的聚乙二醇200、3g的聚乙二醇600组成的添加剂，25ml去离子水后静置成浆料待用。
选取直径为40mm、400目方孔的圆柱形堇青石，放入去离子水中浸泡1h待用。
浸泡后的堇青石放入到浆料中浸渍1h后取出干燥，干燥温度为110℃，干燥时间为10h，干燥后的胚体放置马沸炉中先以2℃/min升温至200℃，保持1h，然后再以2℃/min升温至300℃，保持1h，再以5℃/min升温至600℃，保持5h，得到堇青石基复合金属氧化物催化剂。超声振荡2次，脱落率为1.06%。
催化剂活性在连续流动的固定床石英反应器中进行评价，有机气体浓度在小于10g/m3，空速为12000L/(kg.h)时，乙酸甲酯在催化燃烧温度为339℃时，转化率达到98%，乙酸丙酯在催化燃烧温度为350℃时，转化率达到98%。
实施例6
按Mn、Cu元素摩尔比为4:1，配制成浓度为1mol/L的Mn~Cu混合盐溶液待用。
配制100ml浓度为0.50mol/L的Ce(NO3)3、Zr(NO3)4混合溶液，边搅拌边加入20ml浓度为0.5mol/LNaOH溶液，搅拌温度为50℃，搅拌时间2h，干燥温度为100℃，干燥8h，在马弗炉中700℃焙烧4h得稀土基复合金属氧化物Ce~Zr固溶体。
称取20g稀土基复合金属氧化物Ce~Zr固溶体，加入质量分数为固溶体20%的Mn~Cu混合盐溶液，浸渍搅拌温度为50℃，搅拌时间1h，干燥温度为100℃，干燥时间为8h，焙烧温度为700℃，焙烧4h后研磨得稀土复合金属氧化物粉末式催化剂。
称取20g稀土复合金属氧化物催化剂粉末，向其中加入3g的聚乙二醇400、2g的聚乙二醇600组成的添加剂，10ml去离子水后静置成浆料待用。
选取直径为40mm、400目方孔的圆柱形堇青石，放入去离子水中浸泡1h待用。
浸泡后的堇青石放入到浆料中浸渍1h后取出干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为8h，干燥后的胚体放置马沸炉中先以1℃/min升温至200℃，保持1h，然后再以3℃/min升温至250℃，保持1h，再以8℃/min升温至700℃，保持4h，得到堇青石基复合金属氧化物催化剂。超声振荡1次，脱落率为1.71%。
催化剂活性在连续流动的固定床石英反应器中进行评价，有机气体浓度在小于10g/m3，空速为12000L/(kg.h)时，乙酸乙酯在催化燃烧温度为350℃时，转化率达到98%，乙酸丙酯在催化燃烧温度为370℃时，转化率达到98%。
实施例7
按Co、Cu元素摩尔比为8:1，配制成浓度为0.50mol/L的Co~Cu混合盐溶液待用。
配制50ml浓度为0.50mol/L的Ce(NO3)3、Zr(NO3)4混合溶液，边搅拌边加入10ml浓度为1mol/LNa2CO3溶液，搅拌温度为40℃，搅拌时间2h，干燥温度为120℃，干燥8h，在马弗炉中500℃焙烧4h得稀土基复合金属氧化物Ce~Zr固溶体。
称取20g稀土基复合金属氧化物Ce~Zr固溶体，加入质量分数为固溶体30%的Co~Cu混合盐溶液，浸渍搅拌温度为40℃，搅拌时间2h，干燥温度为120℃，干燥时间为8h，焙烧温度为500℃，焙烧4h后研磨得稀土复合金属氧化物粉末式催化剂。
称取20g稀土复合金属氧化物催化剂粉末，向其中加入3g的聚乙二醇200、2g的聚乙二醇600组成的添加剂，10ml去离子水后静置成浆料待用。
选取直径为40mm、400目方孔的圆柱形堇青石，放入体积分数为30%的HNO3中浸泡1h待用。
浸泡后的堇青石放入到浆料中浸渍1h后取出干燥，干燥温度为120℃，干燥时间为8h，干燥后的胚体放置马沸炉中先以1℃/min升温至200℃，保持1h，然后再以3℃/min升温至300℃，保持1h，再以5℃/min升温至500℃，保持4h，得到堇青石基复合金属氧化物催化剂。超声振荡2次，脱落率为0.98%。
催化剂活性在连续流动的固定床石英反应器中进行评价，有机气体浓度在小于10g/m3，空速为12000L/(kg.h)时，乙酸乙酯在催化燃烧温度为342℃时，转化率达到98%，乙酸甲酯在催化燃烧温度为330℃时，转化率达到98%。
实施例8
按Co、Ni元素摩尔比为6:1，配制成浓度为1mol/L的Co~Ni混合盐溶液待用。
配制100ml浓度为0.50mol/L的Ce(NO3)3、Zr(NO3)4混合溶液，边搅拌边加入50ml浓度为1mol/LNa2CO3溶液，搅拌温度为30℃，搅拌时间2h，干燥温度为100℃，干燥10h，在马弗炉中500℃焙烧5h得稀土基复合金属氧化物Ce~Zr固溶体。
称取20g稀土基复合金属氧化物Ce~Zr固溶体，加入质量分数为稀土基复合金属氧化物Ce~Zr固溶体10%的Co~Ni混合盐溶液，浸渍搅拌温度为30℃，搅拌时间2h，干燥温度为100℃，干燥时间为10h，焙烧温度为500℃，焙烧4h后研磨得稀土复合金属氧化物粉末式催化剂。
称取20g稀土复合金属氧化物催化剂粉末，向其中加入5g的聚乙二醇200、2g的聚乙二醇600组成的添加剂，15ml去离子水后静置成浆料待用。
选取直径为40mm、400目方孔的圆柱形堇青石，放入体积分数为30%的HCl中浸泡1h待用。
浸泡后的堇青石放入到浆料中浸渍1h后取出干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为10h，干燥后的胚体放置马沸炉中先以1℃/min升温至200℃，保持1h，然后再以3℃/min升温至300℃，保持1h，再以5℃/min升温至500℃，保持4h，得到堇青石基复合金属氧化物催化剂。超声振荡1次，脱落率为1.53%。
催化剂活性在连续流动的固定床石英反应器中进行评价，有机气体浓度在小于10g/m3，空速为12000L/(kg.h)时，乙酸乙酯在催化燃烧温度为345℃时，转化率达到98%，乙酸甲酯在催化燃烧温度为335℃时，转化率达到98%。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种堇青石基复合金属氧化物催化剂，其特征在于：所述的堇青石基复合金属氧化物催化剂包括按重量份数计的如下组分组成：
稀土复合金属氧化物Ce~Zr固溶体 75~90份，
聚乙二醇200 3~5份，
聚乙二醇400 2~3份，
聚乙二醇600 1~2份，
去离子水添加量为上述原料质量的20%~30%。
2.权利要求1所述的一种堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）溶液配制：配制两种及以上可溶性金属盐的复合盐溶液；
（2）稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体的制备：将无机碱溶液加入到Ce(NO3)3、Zr(NO3)4混合溶液中，搅拌、洗涤至中性，干燥、焙烧得稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体；
（3）粉末式催化剂的制备：在步骤（1）配制的金属复合盐溶液中，向其中加入步骤（2）得到的稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体，搅拌条件下浸渍，经干燥、焙烧后，制得稀土复合金属氧化物粉末式催化剂；
（4）堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备：将步骤（3）中制得的稀土复合金属氧化物粉末式催化剂进行研磨，加入去离子水和添加剂，充分搅拌后静置，再将提前预处理过的堇青石放入当中浸渍一段时间，经干燥、焙烧，制得堇青石基复合金属氧化物催化剂。
3.根据权利要求2所述的堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述的金属盐为Mn盐、Co盐、Cu盐或Ni盐；所述的可溶性金属盐为硝酸盐、硫酸盐或醋酸盐，所述的可溶性盐溶液的摩尔浓度为0.50~1mol/L。
4.根据权利要求2所述的堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述的无机碱溶液为碳酸钠、碳酸铵、氢氧化钠中的一种或几种的组合，所述的无机碱溶液的摩尔浓度为1~2mol/L。
5.根据权利要求4所述的堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述的Ce(NO3)3、Zr(NO3)4混合溶液与无机碱的配比为20~100ml:10~100ml，搅拌温度为30~50℃，搅拌时间为1~3h，干燥温度为100~120℃，干燥时间为8~10h，焙烧温度为300~700℃，焙烧时间为4~5h。
6.根据权利要求2所述的堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：在步骤（3）中，所述的复合盐的质量为稀土金属复合氧化物Ce~Zr固溶体质量的5%~30%，浸渍搅拌温度为30~50℃，时间为1~3h，干燥温度为100~120℃，干燥时间为8~10h，焙烧温度为300~700℃，焙烧时间为4~5h。
7.根据权利要求2所述的堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：在步骤（4）中，所述的添加剂为聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600中的两种或两种以上的组合。
8.根据权利要求2所述的堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：在步骤（4）中，所述的堇青石为圆形或矩形，直径为20~100mm，为200~500目的方孔，在去离子水、稀硝酸或稀盐酸中的一种以上中浸泡1~2h。
9.根据权利要求2所述的堇青石基复合金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：在步骤（4）中，升温焙烧过程如下：干燥后的胚体放置马沸炉中先以1~2℃/min升温至200℃，保持时间为1~2h，然后再以2~3℃/min升温至250~300℃，保持1~2h，再以5~8℃/min升温至700℃，保持4~6h，得到堇青石基复合金属氧化物催化剂。
10.根据权利要求1至9任一项所述的堇青石基复合金属氧化物催化剂在低浓度有机废气催化燃烧中的应用。
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