CN113262801A - 一种Ce-Mn基固溶体催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种Ce-Mn基固溶体催化剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113262801A CN113262801A CN202110596667.2A CN202110596667A CN113262801A CN 113262801 A CN113262801 A CN 113262801A CN 202110596667 A CN202110596667 A CN 202110596667A CN 113262801 A CN113262801 A CN 113262801A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solid solution
- soluble
- salt
- based solid
- catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 116
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 title claims abstract description 98
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 88
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 23
- 150000000703 Cerium Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 claims abstract description 21
- 150000002696 manganese Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 17
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 claims description 14
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 13
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 12
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 10
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000001844 chromium Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 claims description 5
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical class [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+3].[Cr+3] UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical class [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 85
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 33
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 32
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 9
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229940011182 cobalt acetate Drugs 0.000 description 2
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical group [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 description 2
- QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L cobalt(II) acetate Chemical compound [Co+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O QAHREYKOYSIQPH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical group [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001437 manganese ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002521 CoMn Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000008429 bread Nutrition 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/889—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/8892—Manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/32—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/34—Manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/615—100-500 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/64—Pore diameter
- B01J35/647—2-50 nm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
- B01J37/031—Precipitation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
- B01J37/082—Decomposition and pyrolysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/702—Hydrocarbons
- B01D2257/7027—Aromatic hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2523/00—Constitutive chemical elements of heterogeneous catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及固溶体催化剂技术领域，尤其涉及一种Ce‑Mn基固溶体催化剂及其制备方法和应用。本发明提供的Ce‑Mn基固溶体催化剂的制备方法，包括以下步骤：将可溶性铈盐和高锰酸钾的混合溶液与可溶性锰盐混合，调整pH值大于7，依次进行氧化还原反应和老化后，将得到的固体进行煅烧，得到所述Ce‑Mn基固溶体催化剂；所述煅烧的温度为400～600℃，时间<8h。所述制备方法简单，成本低，制备得到的固溶体催化剂具有很好的催化活性和催化稳定性，适于工业上大规模应用。
Description
技术领域
本发明涉及固溶体催化剂技术领域，尤其涉及一种Ce-Mn基固溶体催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
挥发性有机物(VOCs)是一类来源广泛的污染物，对人类和环境均有极大的危害。采用经济高效的途径降解VOCs具有广阔的前景。目前，热催化氧化降解VOCs是一项常见的末端治理技术。该技术过程简单，不产生二次污染，被国内外视为环境友好的处理方式。但是具有高活性、高稳定性以及低成本的催化剂研发一直是阻碍该领域大面积工业化应用的障碍。
国内外学者对于催化剂降解VOCs的研究多集中于高成本的贵金属催化剂，但此类催化剂易中毒，热稳定性差。在降解VOCs时采用非贵金属催化剂对成本的降低具有极其重要的作用。例如，公开号为CN109893998A的中国专利公布了一种利用水热法合成用于降解甲苯的非贵金属催化剂的制备方法，该方法以硝酸铈、高锰酸钾和硅藻土为原料，虽然成本低廉，制备过程简单，但催化剂在催化氧化甲苯时所需温度较高(T100％＝340℃)，耗能多，不利于连续大规模应用；公开号为CN109985520A的中国专利公开了一种用于降解甲苯的多孔材料(CuO/CuFe2O4)，该材料对甲苯有较高的催化活性。但所述多孔材料的制备采用的为模板法，导致催化剂制备成本上升，且模板剂的去除也使得催化剂制备工艺复杂化，因此，该方法不适用于工业化应用；公开号为CN108295866A的中国专利公开了一种以过渡金属钴和锰形成的复合金属氧化物CoMn2O4，所述催化剂重复性好，且尖晶石结构具有成本低廉，热稳定性高等优点，但该催化剂适用的空速较小(30～100mL/min)，不利于于工业上大规模应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Ce-Mn基固溶体催化剂及其制备方法和应用，所述制备方法简单，成本低，制备得到的固溶体催化剂具有很好的催化活性和催化稳定性，适于工业上大规模应用。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种Ce-Mn基固溶体催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将可溶性铈盐和高锰酸钾的混合溶液与可溶性锰盐混合，调整pH值大于7，依次进行氧化还原反应和老化后，将得到的固体进行煅烧，得到所述Ce-Mn基固溶体催化剂；
所述煅烧的保温温度为400～600℃，时间<8h。
优选的，所述混合溶液中的可溶性铈盐的浓度为0.1～2.0mol/L；
所述混合溶液中的可溶性铈盐和高锰酸钾的摩尔比为(1～3)：(1～2)；
所述混合溶液中的可溶性铈盐和所述可溶性锰盐的摩尔比为(1～3)：(1～3)。
优选的，所述混合溶液中还包括可溶性非贵金属盐；
所述可溶性非贵金属盐包括可溶性钴盐、可溶性铬盐、可溶性铜盐和可溶性锆盐中的一种或几种。
优选的，所述可溶性非贵金属盐的物质的量与所述可溶性铈盐和所述可溶性锰盐的总物质的量之比为(0～1)：3。
优选的，所述氧化还原反应的温度为45～70℃，时间为2～4h。
优选的，所述煅烧的升温过程包括一步升温或分步升温。
优选的，所述一步升温的升温速率为2～10℃/min；
所述分步升温包括第一升温和第二升温；
所述第一升温和第二升温的速率为2～10℃/min，且所述第一升温的速率>第二升温的速率。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的Ce-Mn基固溶体催化剂，所述Ce-Mn基固溶体催化剂包括二氧化铈和二氧化锰的固溶体；
所述二氧化铈和二氧化锰的固溶体中掺杂有Mn3+和Ce3+；
所述Ce-Mn基固溶体催化剂的比表面积SBET>100m2/g，孔径为5～15nm。
优选的，所述Ce-Mn基固溶体催化剂中还包括非贵金属氧化物；所述非贵金属氧化物包括钴氧化物、铬氧化物、铜氧化物和锆氧化物；
所述Ce-Mn基固溶体催化剂中铈元素、锰元素和非贵金属氧化物中的非贵金属的摩尔比为(1～5)：(1～5)：(0.2～3.5)；
所述Ce-Mn基固溶体催化剂中Mn3+和锰元素的摩尔比>0.6,所述Ce-Mn基固溶体催化剂中Ce3+和铈元素的摩尔比>0.12，0.4<Oads/Olatt<0.7；
所述Oads/Olatt为吸附氧和晶格氧的比值。
本发明还提供了上述技术方案所述Ce-Mn基固溶体催化剂在催化降解挥发性有机物中的应用。
本发明提供了一种Ce-Mn基固溶体催化剂的制备方法，包括以下步骤：将可溶性铈盐和高锰酸钾的混合溶液与可溶性锰盐混合，调整pH值大于7，依次进行氧化还原反应和老化后，将得到的固体进行煅烧，得到所述Ce-Mn基固溶体催化剂；所述煅烧的保温温度为400～600℃，时间<8h。在所述制备过程中，大部分半径较小的锰离子进入半径较大的二氧化铈晶格中，同时少量的二氧化铈也会进入二氧化锰晶格内，进而形成了铈和锰的氧化物相互融合的固溶体；同时，由于催化剂中会存在大量的氧空位，分别掺杂在二氧化铈和二氧化锰中的部分锰和铈以三价离子的形式存在有利于周围氧原子的解离，进一步促进氧空位的产生，所述氧空位的产生有利于循环氧化还原反应的循环发生，提高所述了固溶催化剂降解VOCs的催化活性。通过控制所述制备方法中的煅烧条件可以使Ce-Mn基固溶体催化剂的比表面积SBET>100m2/g，平均孔径在5～15nm之间且具有合适的活性位(Mn3+和Ce3+的掺杂)；在本发明中，上述比表面积和孔径提高了所述催化剂催化活性，同时可以保障在所述Ce-Mn基固溶体催化剂催化降解VOCs过程中VOCs和降解产物在所述固溶体催化剂中的扩散，也在一定程度上选择性的避免了反应过程中有害物质的沉积，减缓了催化剂失活的进程，减少了传质对催化剂性能的影响；同时还增加了所述Ce-Mn基固溶体催化剂和VOCs的接触面积。合适的活性位点有效的提升了催化反应速率。
附图说明
图1为实施例1和4制备得到的Ce-Mn基固溶体催化剂的XRD图；
图2为实施例4制备得到的Ce-Mn基固溶体催化剂的HR-TEM图；
图3为实施例4所述Ce-Mn基固溶体催化剂降解甲苯的性能评价图。
图4为实施例4所述Ce-Mn基固溶体催化剂在含水环境下降解甲苯的稳定性测试图；
图5为实施例5所述的Ce-Mn基固溶体催化剂在含水环境下降解甲苯的稳定性测试图。
具体实施方式
本发明提供了一种Ce-Mn基固溶体催化剂的制备方法，包括以下步骤：
将可溶性铈盐和高锰酸钾的混合溶液与可溶性锰盐混合，调整pH值大于7，依次进行氧化还原反应和老化后，将得到的固体进行煅烧，得到所述Ce-Mn基固溶体催化剂；
所述煅烧的保温温度为400～600℃，时间为<8h。
在本发明中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明将可溶性铈盐和高锰酸钾的混合溶液和可溶性锰盐混合，调整pH至碱性，依次进行氧化还原反应和老化后，将得到的固体进行煅烧，得到所述Ce-Mn基固溶体催化剂。
在本发明中，所述混合溶液中的可溶性铈盐的浓度优选为0.1～2.0mol/L，更优选为0.5～1.5mol/L，最优选为0.8～1.2mol/L；所述混合溶液中的可溶性铈盐和高锰酸钾的摩尔比优选为(1～3)：(1～2)，更优选为(1.4～2.6)：(1.2～1.7)，最优选为(1.8～2.1)：(1.5～1.6)。在本发明中，所述混合溶液的温度优选为45～70℃，更优选为50～65℃，更优选为55～60℃。本发明对所述可溶性铈盐的种类没有任何特殊的限定采用本领域技术人员熟知的种类即可。在本发明的实施例中，所述可溶性铈盐具体为硝酸铈。
本发明对所述可溶性锰盐的种类没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的种类即可。在本发明的实施例中，所述可溶性锰盐具体为硝酸锰。在本发明的实施例中，所述硝酸锰具体以质量浓度为50％的硝酸锰溶液的形式加入。
在本发明中，所述混合溶液中的可溶性铈盐和所述可溶性锰盐的摩尔比优选为(1～3)：(1～3)，更优选为(1.5～2.5)：(1.5～2.5)，最优选为(1.8～2.1)：(1.8～2.2)。
在本发明中，所述混合溶液优选通过将硝酸铈溶液和高锰酸钾溶液混合制备得到；本发明对所述硝酸铈溶液和高锰酸钾溶液的浓度和配比均没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的浓度和配比进行混合并能够保证制备得到的混合液中可溶性铈盐和可溶性锰盐满足上述条件即可。
在本发明中，所述混合液中还优选包括可溶性非贵金属盐；所述可溶性非贵金属盐优选包括可溶性钴盐、可溶性铬盐、可溶性铜盐和可溶性锆盐中的一种或几种；当所述可溶性非贵金属盐为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。本发明对所述可溶性钴盐、可溶性铬盐和可溶性锆盐的种类没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的种类进行即可。在本发明的具体实施例中，所述可溶性铜盐为醋酸铜；所述可溶性钴盐为硝酸钴或醋酸钴。
在本发明中，所述可溶性非贵金属盐的物质的量与所述可溶性铈盐和所述可溶性锰盐的总物质的量之比优选为(0～1)：3，更优选为(0.2～0.8)：3，最优选为(0.3～0.5):8。
在本发明中，当所述混合液中包括可溶性非贵金属盐时，所述混合液优选通过制备得到，所述制备方法优选为将硝酸铈溶液和高锰酸钾溶液混合后，加入可溶性非贵金属盐溶液；本发明对所述硝酸铈溶液、高锰酸钾溶液和可溶性非贵金属盐溶液的浓度没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的浓度，并能够保证满足上述技术方案所述的各物质之间的配比即可。
在本发明中，所述可溶性非贵金属盐中可溶性铜盐能够促进铈和锰的均匀分布，提高材料的低温还原性；所述可溶性钴盐能够促进催化剂形貌的调控；所述可溶性铬盐的添加可以防止在后续的煅烧过程中结焦，提高催化剂的抗Cl中毒能力；所述可溶性锆盐的添加可以减轻有机氯化物对催化剂的抑制作用，提高抗氯中毒性等；同时，上述物质的添加并不会影响Ce-Mn基固溶体催化剂的主体结构，催化剂整体仍保持非晶结构。
在本发明中，所述混合优选在搅拌的条件下进行；本发明对所述搅拌的条件没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的条件进行即可。
在本发明中，所述调节pH采用的pH值调节剂优选为浓度为0.5～2.0mol/L的氢氧化钠溶液、浓度为0.5～2.0mol/L的氢氧化钾溶液或浓度为0.5～2.0mol/L的碳酸钠溶液。
在本发明中，所述调节pH的过程优选在搅拌的条件下进行；本发明对所述搅拌的条件没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的条件进行即可。
在本发明中，所述pH的取值范围优选为：pH>9，更优选为10<pH<11。
在本发明中，所述氧化还原反应的温度优选为45～70℃，更优选为50～65℃，更优选为55～60℃；时间优选为2～4h，更优选为2.5～3.5h，最优选为2.8～3.2h。
在本发明中，所述氧化还原反应优选在搅拌的条件下进行；本发明对所述搅拌的条件没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的条件进行即可。
在本发明中，所述老化的时间优选为2～3h。
所述老化完成后，本发明还优选包括依次进行的过滤、洗涤和干燥；本发明对所述过滤的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程并实现固液分离即可。本发明对所述洗涤的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程使洗涤后的固体物质的pH<9即可。本发明对所述干燥的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述煅烧优选在空气气氛中进行，所述煅烧的保温温度为400～600℃，优选为450～550℃；时间为＜8h，优选为2～8h，最优选为3～5h。
在本发明中，所述煅烧的升温过程优选包括一步升温或分步升温；所述一步升温的升温速率优选为2～10℃/min，更优选为5～8℃/min。所述分步升温的过程优选为：以第一升温速率升温至200℃后，以第二升温速率升温至所述煅烧的温度；所述第一升温速率和第二升温速率独立优选为2～10℃/min，更优选为5～8℃/min；且所述第一升温速率>第二升温速率。在本发明中，所述分布升温先快速升温去除催化剂中的结晶水，然后再缓慢升温使得催化剂产生新的晶相，进一步提高催化剂的催化活性。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的Ce-Mn基固溶体催化剂，所述Ce-Mn基固溶体催化剂包括二氧化铈和二氧化锰的固溶体；
所述二氧化铈和二氧化锰的固溶体中掺杂有Mn3+和Ce3+；
所述Ce-Mn基固溶体催化剂的比表面积SBET>100m2/g，平均孔径为5～15nm。
在本发明中，所述Ce-Mn基固溶体催化剂中还优选包括非贵金属氧化物；所述非贵金属氧化物包括钴氧化物、铬氧化物、铜氧化物和锆氧化物；
所述Ce-Mn基固溶体催化剂中铈元素、锰元素和非贵金属氧化物中的非贵金属的摩尔比优选为(1～5)：(1～5)：(0.2～3.5)；
所述Ce-Mn基固溶体催化剂中Mn3+和锰元素的摩尔比>0.6,所述Ce-Mn基固溶体催化剂中Ce3+和铈元素的摩尔比>0.12，0.4<Oads/Olatt<0.7；
所述Oads/Olatt为吸附氧和晶格氧的比值。
本发明还提供了上述技术方案所述Ce-Mn基固溶体催化剂在催化降解挥发性有机物中的应用。本发明对所述应用的方法没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方法进行即可。
在本发明的具体实施例中，所述应用的方法具体为：
将所述Ce-Mn基固溶体催化剂进行预处理，得到预处理后的Ce-Mn基固溶体催化剂；
采用鼓泡法，将待处理有机气体通入所述Ce-Mn基固溶体催化剂中，进行催化降解反应。
本发明将所述Ce-Mn基固溶体催化剂进行预处理，得到预处理后的Ce-Mn基固溶体催化剂。在本发明中，所述Ce-Mn基固溶体催化剂的粒径优选为24～50目；所述预处理优选在空气气氛中进行，所述预处理的温度优选为270℃，时间为30min。
得到预处理后的Ce-Mn基固溶体催化剂后，本发明采用鼓泡法，将待处理有机气体通入所述Ce-Mn基固溶体催化剂中，进行催化降解反应。
在本发明中，所述Ce-Mn基固溶体催化剂的质量空速优选为60000mL/(g·h)。
在本发明中，所述催化降解反应的温度优选≤180℃。
下面结合实施例对本发明提供的Ce-Mn基固溶体催化剂及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
在搅拌的条件下，在50℃下，将50mL浓度为0.2mol/L的硝酸铈溶液和70mL浓度为0.02mol/L的高锰酸钾溶液混合搅拌10min后，滴加1.40mL质量浓度为50％的硝酸锰(0.006mol)，搅拌5min后，向其中快速加入20mL浓度为0.25mol/L的硝酸钴溶液，采用0.8mol/L的氢氧化钾溶液调节pH值至10.5，搅拌2h后，老化2h，依次进行过滤、洗涤至中性；在110℃干燥12h，再在空气气氛中，400℃煅烧6h，升温速率为2℃/min，得到所述Ce-Mn基固溶体催化剂(比表面积为105m2/g，平均孔径为14nm，铈元素和锰元素以及铜元素的摩尔比为2：4：1，Mn3+和锰元素的摩尔比为0.65,Ce3+和铈元素的摩尔比为0.15,Oads/Olatt为0.47)。
实施例2
在搅拌的条件下，在60℃下，将30mL浓度为0.33mol/L的硝酸铈溶液和90mL浓度为0.044mol/L的高锰酸钾溶液混合搅拌5min后，滴加1.40mL质量浓度为50％的硝酸锰，搅拌10min后，采用2mol/L的氢氧化钾溶液调节pH值至9，搅拌2.5h后，老化2h，依次进行过滤、洗涤至中性；在110℃干燥过夜，再在空气气氛中，400℃煅烧6h(先以5℃/min的升温速率升至200℃后，以2℃/min的升温速率升至400℃)，得到所述Ce-Mn基固溶体催化剂(比表面积为133m2/g，平均孔径为11nm，铈元素和锰元素的摩尔比为1:1，Mn3+和锰元素的摩尔比为0.65,Ce3+和铈元素的摩尔比为0.15,Oads/Olatt为0.53)。
实施例3
在搅拌的条件下，在50℃下，将30mL浓度为0.33mol/L的硝酸铈溶液和90mL浓度为0.125mol/L的高锰酸钾溶液混合搅拌10min后，滴加4.65mL质量浓度为50％的硝酸锰(0.02mol)，搅拌15min后，缓慢滴加20mL浓度为0.5mol/L的醋酸铜溶液，采用1.5mol/L的氢氧化钾溶液调节pH值至11，搅拌2.5h后，老化2h，依次进行过滤、洗涤至pH＝8.5；在125℃干燥8h，再在空气气氛中，400℃煅烧3.5h(先以5℃/min的升温速率升至200℃后，以2℃/min的升温速率升至400℃)，得到所述Ce-Mn基固溶体催化剂(比表面积为163m2/g，平均孔径为9nm，铈元素和锰元素以及钴元素的摩尔比为1:3：1，Mn3+和锰元素的摩尔比为0.66,Ce3+和铈元素的摩尔比为0.13,Oads/Olatt为0.62)。
实施例4
在搅拌的条件下，在57℃下，将40mL浓度为0.35mol/L的硝酸铈溶液和80mL浓度为0.45mol/L的高锰酸钾溶液混合搅拌5min后，滴加4.65mL质量浓度为50％的硝酸锰，搅拌10min后，采用2mol/L的碳酸钠溶液调节pH值至11，搅拌2.5h后，老化3h，依次进行过滤、洗涤至pH＝8.5；在130℃干燥一夜，再在空气气氛中，400℃煅烧3.5h(先以5℃/min的升温速率升至200℃后，以2℃/min的升温速率升至400℃)，得到所述Ce-Mn基固溶体催化剂(比表面积为170m2/g，平均孔径为9nm，铈元素和锰元素的摩尔比为1:4，Mn3+和锰元素的摩尔比为0.64,Ce3+和铈元素的摩尔比为0.15,Oads/Olatt为0.63)。
实施例5
在搅拌的条件下，在60℃下，将50mL浓度为0.6mol/L的硝酸铈溶液和70mL浓度为0.15mol/L的高锰酸钾溶液混合搅拌10min后，滴加1.40mL质量浓度为50％的可溶性锰盐，搅拌15min后，缓慢加入40mL浓度为0.3mol/L的醋酸钴溶液，采用0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值至10，搅拌2h后，老化2h，依次进行过滤、洗涤至中性；在110℃干燥8h，再在空气气氛中，400℃煅烧6h，升温速率为2℃/min，得到所述Ce-Mn基固溶体催化剂(比表面积为145m2/g，平均孔径为10nm，铈元素和锰元素以及钴元素的摩尔比为2：1.1：1，Mn3+和锰元素的摩尔比为0.71,Ce3+和铈元素的摩尔比为0.15,Oads/Olatt为0.58)。
实施例6
在搅拌的条件下，在60℃下，将50mL浓度为0.6mol/L的硝酸铈溶液和70mL浓度为0.15mol/L的高锰酸钾溶液混合搅拌10min后，滴加1.40mL质量浓度为50％的可溶性锰盐，搅拌15min后，采用0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值至10，搅拌2h后，老化2h，依次进行过滤、洗涤至中性；在110℃干燥8h，再在空气气氛中，400℃煅烧6h，升温速率为2℃/min，得到所述Ce-Mn基固溶体催化剂(比表面积为136m2/g，平均孔径为11nm，铈元素和锰元素的摩尔比为2：1，Mn3+和锰元素的摩尔比为0.67,Ce3+和铈元素的摩尔比为0.15,Oads/Olatt为0.54)。
实施例7
在搅拌的条件下，在50℃下，将30mL浓度为0.33mol/L的硝酸铈溶液和90mL浓度为0.125mol/L的高锰酸钾溶液混合搅拌10min后，滴加4.65mL质量浓度为50％的硝酸锰(0.02mol)，搅拌15min后，采用1.5mol/L的氢氧化钾溶液调节pH值至11，搅拌2.5h后，老化2h，依次进行过滤、洗涤至pH＝8.5；在125℃干燥8h，再在空气气氛中，400℃煅烧3.5h(先以5℃/min的升温速率升至200℃后，以2℃/min的升温速率升至400℃)，得到所述Ce-Mn基固溶体催化剂(比表面积为146m2/g，平均孔径为9nm，铈元素和锰元素的摩尔比为1:3，Mn3+和锰元素的摩尔比为0.64,Ce3+和铈元素的摩尔比为0.13,Oads/Olatt为0.43)。
测试例
将实施例1和4制备得到的Ce-Mn基固溶体催化剂进行XRD测试，测试结果如图1所示，由图1可知，所述Ce-Mn基固溶体催化剂相比CeO2(PDF#43-1002)具有轻微右移，说明半径较小的锰离子掺杂在二氧化铈中；馒头峰的出现证明Ce-Mn基固溶体催化剂的形成，并且对比实施例1和4可以发现少量掺杂铜元素对Ce-Mn基固溶体催化剂的整体晶型没有明显影响，掺杂之后结晶度略微增加，偏移程度略微减少；
采用快速比表面积/孔隙分析仪(BET)对实施例4制备得到的Ce-Mn基固溶体催化剂的孔径及比表面积进行表征，测得所述Ce-Mn基固溶体催化剂的比表面积为172.5m2/g，平均孔径为10.4nm；
采用高分辨透射电镜对实施例4制备得到的Ce-Mn基固溶体催化剂中活性组分的元素分布进行表征，表征结果如图2所示，由图2可知，所述Ce-Mn基固溶体催化剂中铈元素和锰元素分布均匀。
应用例
将0.25g 24～50目的实施例1～5制备得到的Ce-Mn基固溶体催化剂放在固定床反应器的中部，通入空气，加热至270℃，保持30min进行预处理后，将反应床降温至50℃，采用鼓泡法带入甲苯气体，用气体流量计控制空气和甲苯的流速，催化剂的质量空速为60000mL/(g·h)，以梯度升温模式寻找甲苯催化氧化的最低温度，每隔10℃选取一个温度保持1h，采用气相色谱检测尾气中的甲苯含量；
其中，图3为实施例4所述Ce-Mn基固溶体催化剂降解甲苯的性能评价图，由图3可知，当甲苯浓度为3000ppm时，在180℃时，可获得100％的降解率。此时CO2选择性也可达100％；在甲苯的催化氧化反应中，降解90％甲苯所需的温度为165℃，降解50％所需温度为110℃，说明该催化剂活性高；
实施例1所述Ce-Mn基固溶体催化剂在甲苯浓度为1000ppm时，在190℃降解90％甲苯，且此时CO2的选择性为90％；
实施例2所述Ce-Mn基固溶体催化剂在甲苯浓度为2000ppm时，在198℃降解90％甲苯，且此时CO2的选择性为90％；
实施例3所述Ce-Mn基固溶体催化剂在甲苯浓度为3000ppm时，在190℃降解90％甲苯，且此时CO2的选择性为90％；
实施例5所述Ce-Mn基固溶体催化剂在甲苯浓度为2000ppm时，在180℃降解90％甲苯，且此时CO2的选择性为90％。
实施例6所述Ce-Mn基固溶体催化剂在甲苯浓度为2000ppm时，在193℃降解90％甲苯，且此时CO2的选择性为90％。
实施例7所述Ce-Mn基固溶体催化剂在甲苯浓度为2000ppm时，在203℃降解90％甲苯，且此时CO2的选择性为88.6％。
将实施例4和实施例5所述的Ce-Mn基固溶体催化剂进行催化稳定性测试，具体测试过程为：在60,000ml/g·h的空速下，将催化剂在270℃活化后，使管芯温度保持在210℃，向其中通入7vol.％水蒸气，以3000ppm甲苯为目标VOC进行降解，测试结果如图4～5所示，其中图4为实施例4所述的Ce-Mn基固溶体催化剂的催化稳定性曲线，图5为实施例5所述的Ce-Mn基固溶体催化剂的催化稳定性曲线；由图4～5可知，实施例4所制备催化剂在连续反应100h后未见明显失活，且停止通入水蒸气后活性恢复；实施例5所制备催化剂在连续反应150h后未见明显失活，且停止通入水蒸气后活性恢复。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种Ce-Mn基固溶体催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将可溶性铈盐和高锰酸钾的混合溶液与可溶性锰盐混合，调整pH值大于7，依次进行氧化还原反应和老化后，将得到的固体进行煅烧，得到所述Ce-Mn基固溶体催化剂；
所述煅烧的保温温度为400～600℃，时间<8h。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中可溶性铈盐的浓度为0.1～2.0mol/L；
所述混合溶液中的可溶性铈盐和高锰酸钾的摩尔比为(1～3)：(1～2)；
所述混合溶液中的可溶性铈盐和所述可溶性锰盐的摩尔比为(1～3)：(1～3)。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中还包括可溶性非贵金属盐；
所述可溶性非贵金属盐包括可溶性钴盐、可溶性铬盐、可溶性铜盐和可溶性锆盐中的一种或几种。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性非贵金属盐的物质的量与所述可溶性铈盐和所述可溶性锰盐的总物质的量之比为(0～1)：3。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化还原反应的温度为45～70℃，时间为2～4h。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的升温过程包括一步升温或分步升温。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述一步升温的升温速率为2～10℃/min；
所述分步升温包括第一升温和第二升温；
所述第一升温和第二升温的速率为2～10℃/min，且所述第一升温的速率>第二升温的速率。
8.权利要求1～7任一项所述制备方法制备得到的Ce-Mn基固溶体催化剂，其特征在于，所述Ce-Mn基固溶体催化剂包括二氧化铈和二氧化锰的固溶体；
所述二氧化铈和二氧化锰的固溶体中掺杂有Mn3+和Ce3+；
所述Ce-Mn基固溶体催化剂的比表面积SBET>100m2/g，平均孔径为5～15nm。
9.如权利要求8所述Ce-Mn基固溶体催化剂，其特征在于，所述Ce-Mn基固溶体催化剂中还包括非贵金属氧化物；所述非贵金属氧化物包括钴氧化物、铬氧化物、铜氧化物和锆氧化物；
所述Ce-Mn基固溶体催化剂中铈元素、锰元素和非贵金属氧化物中的非贵金属的摩尔比为(1～5)：(1～5)：(0.2～3.5)；
所述Ce-Mn基固溶体催化剂中Mn3+和锰元素的摩尔比>0.6,所述Ce-Mn基固溶体催化剂中Ce3+和铈元素的摩尔比>0.12，0.4<Oads/Olatt<0.7；
所述Oads/Olatt为吸附氧和晶格氧的比值。
10.权利要求8或9所述Ce-Mn基固溶体催化剂在催化降解挥发性有机物中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110596667.2A CN113262801A (zh) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 一种Ce-Mn基固溶体催化剂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110596667.2A CN113262801A (zh) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 一种Ce-Mn基固溶体催化剂及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113262801A true CN113262801A (zh) | 2021-08-17 |
Family
ID=77233619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110596667.2A Pending CN113262801A (zh) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 一种Ce-Mn基固溶体催化剂及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113262801A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115106098A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-09-27 | 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 | 一种过渡金属氧化物催化剂及其制备方法和应用 |
| CN115155567A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-10-11 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种用于低碳烷烃催化氧化的Mn基尖晶石催化剂及其制备方法和应用 |
| CN115676896A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-02-03 | 南开大学 | 一种非晶态锰氧化物复合材料及其制备方法和应用 |
| CN115805068A (zh) * | 2022-11-09 | 2023-03-17 | 太原理工大学 | 一种多功能金属氧化物催化剂KCeMn及其制备方法和应用 |
| CN116212856A (zh) * | 2023-03-07 | 2023-06-06 | 北京清新环境技术股份有限公司 | 水热法制备高性能催化氧化甲苯的铈锰催化剂的方法及得到的催化剂和应用 |
| CN117772186A (zh) * | 2024-02-26 | 2024-03-29 | 山东硅苑新材料科技股份有限公司 | 铈锰复合催化剂负载型陶瓷膜及其制备方法与应用 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101028595A (zh) * | 2006-03-01 | 2007-09-05 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种锰铈复合氧化物催化剂及制备方法和应用 |
| CN101439290A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-05-27 | 浙江工业大学 | 一种蜂窝陶瓷型钙钛矿催化燃烧催化剂及其制备和应用 |
| US20130142720A1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-06 | Industrial Technology Research Institute | The method of preparation of cerium oxide supported gold-palladium catalysts and its application in destruction of volatile organic compounds |
| CN104338529A (zh) * | 2014-10-20 | 2015-02-11 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种MnOx-CeO2复合半导体催化剂的制备方法 |
| CN106975491A (zh) * | 2016-01-19 | 2017-07-25 | 天津科技大学 | 一种多孔Ce-Zr基复合氧化物催化剂的制备方法 |
| CN107096526A (zh) * | 2016-02-22 | 2017-08-29 | 江苏中科睿赛污染控制工程有限公司 | 一种催化氧化VOCs的复合催化剂、制备方法和用途 |
| CN109893998A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-18 | 南京理工大学 | 一种用于除去挥发性有机污染物的吸附-低温热催化剂 |
| CN110787788A (zh) * | 2018-08-01 | 2020-02-14 | 香港科技大学 | 衍生自金属有机骨架的二维催化材料及其在挥发性有机化合物去除中的应用 |
-
2021
- 2021-05-31 CN CN202110596667.2A patent/CN113262801A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101028595A (zh) * | 2006-03-01 | 2007-09-05 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种锰铈复合氧化物催化剂及制备方法和应用 |
| CN101439290A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-05-27 | 浙江工业大学 | 一种蜂窝陶瓷型钙钛矿催化燃烧催化剂及其制备和应用 |
| US20130142720A1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-06 | Industrial Technology Research Institute | The method of preparation of cerium oxide supported gold-palladium catalysts and its application in destruction of volatile organic compounds |
| CN104338529A (zh) * | 2014-10-20 | 2015-02-11 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种MnOx-CeO2复合半导体催化剂的制备方法 |
| CN106975491A (zh) * | 2016-01-19 | 2017-07-25 | 天津科技大学 | 一种多孔Ce-Zr基复合氧化物催化剂的制备方法 |
| CN107096526A (zh) * | 2016-02-22 | 2017-08-29 | 江苏中科睿赛污染控制工程有限公司 | 一种催化氧化VOCs的复合催化剂、制备方法和用途 |
| CN110787788A (zh) * | 2018-08-01 | 2020-02-14 | 香港科技大学 | 衍生自金属有机骨架的二维催化材料及其在挥发性有机化合物去除中的应用 |
| CN109893998A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-18 | 南京理工大学 | 一种用于除去挥发性有机污染物的吸附-低温热催化剂 |
Non-Patent Citations (7)
| Title |
|---|
| LEI DENG ET AL.: "Catalytic deep combustion characteristics of benzene over cobalt doped Mn-Ce solid solution catalysts at lower temperatures", 《MOLECULAR CATALYSIS》 * |
| S. AZALIMET AL.: "Washcoating of cordierite honeycomb with Ce-Zr-Mn mixed oxides for VOC catalytic oxidation", 《CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL》 * |
| TANG WENXIANG ET AL.: "Preparation of hierarchical layer-stacking Mn-Ce composite oxide for catalytic total oxidation of VOCs", 《JOURNAL OF RARE EARTHS》 * |
| XUE ZHANG ET AL.: "Ceramic monolith supported Mn-Ce-M ternary mixed-oxide (M=Cu, Ni or Co) catalyst for VOCs catalytic oxidation", 《CERAMICS INTERNATIONAL》 * |
| 冯欣怡等: "氧化铈基复合金属氧化物催化燃烧VOCs的研究进展", 《山东化工》 * |
| 喻成龙等: "Mn-Ce 复合氧化物微球的制备及其催化氧化甲苯性能", 《环境工程学报》 * |
| 池凤东: "《实用氢化学》", 31 January 1996, 国防工业出版社 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115155567A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-10-11 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种用于低碳烷烃催化氧化的Mn基尖晶石催化剂及其制备方法和应用 |
| CN115106098A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-09-27 | 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 | 一种过渡金属氧化物催化剂及其制备方法和应用 |
| CN115805068A (zh) * | 2022-11-09 | 2023-03-17 | 太原理工大学 | 一种多功能金属氧化物催化剂KCeMn及其制备方法和应用 |
| CN115805068B (zh) * | 2022-11-09 | 2023-11-24 | 太原理工大学 | 一种多功能金属氧化物催化剂KCeMn及其制备方法和应用 |
| CN115676896A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-02-03 | 南开大学 | 一种非晶态锰氧化物复合材料及其制备方法和应用 |
| CN116212856A (zh) * | 2023-03-07 | 2023-06-06 | 北京清新环境技术股份有限公司 | 水热法制备高性能催化氧化甲苯的铈锰催化剂的方法及得到的催化剂和应用 |
| CN117772186A (zh) * | 2024-02-26 | 2024-03-29 | 山东硅苑新材料科技股份有限公司 | 铈锰复合催化剂负载型陶瓷膜及其制备方法与应用 |
| CN117772186B (zh) * | 2024-02-26 | 2024-05-17 | 山东硅苑新材料科技股份有限公司 | 铈锰复合催化剂负载型陶瓷膜及其制备方法与应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113262801A (zh) | 一种Ce-Mn基固溶体催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN107824210B (zh) | 一种氮掺杂介孔碳包裹的二氧化钛复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108744953B (zh) | 一种oms-2和/或金属掺杂oms-2催化烟气脱硝的应用方法 | |
| CN108097261B (zh) | 一种高效稳定的铁锰复合氧化物催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN106268787A (zh) | 一种钐掺杂MnOx低温SCR催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN114618589B (zh) | 一种基于铁基有机骨架的臭氧降解催化剂制备方法与应用 | |
| CN113548686B (zh) | 一种二氧化铈纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN105597769A (zh) | 一种片状形貌纳米复合金属氧化物催化剂CeO2-Co3O4的制备方法 | |
| CN113042036A (zh) | 一种铈改性的非晶锰氧化物催化剂的制备方法和应用 | |
| CN114733509B (zh) | 一种提高CeO2催化剂表面氧空位浓度的方法及应用 | |
| CN113181902A (zh) | 富含金属缺陷的四氧化三锰催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN111185195B (zh) | 一种以水滑石为前驱体钆铽镍镁铝复合物负载铂催化剂的制备方法和应用 | |
| CN113877611B (zh) | 一种磷酸改性锰氧化物负载型催化剂及制备方法 | |
| CN113663667B (zh) | 一种基于过渡金属改性的锰基复合催化剂及其制备方法和应用 | |
| EP2905260A1 (en) | Method for producing composite oxide and composite oxide catalyst | |
| CN113262780A (zh) | 高活性和高稳定性的锰基碳烟催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN114377684A (zh) | 一种低温条件脱除CO的MnCoOx催化剂及其制备方法 | |
| CN115676896B (zh) | 一种非晶态锰氧化物复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN114073948A (zh) | 氧化还原反应驱动碳酸盐沉淀法制备金属氧化物催化剂 | |
| CN109126771B (zh) | 非贵金属VOCs催化剂及其制备方法 | |
| CN114653356B (zh) | 镧掺杂二氧化铈催化剂材料的制备方法和去甲醛复合物 | |
| CN111217398A (zh) | 一种含氧空位的铁酸锌热催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN111111641A (zh) | 一种二氧化铈基催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109772346B (zh) | 一种复合材料催化剂的制备方法及其在低温下脱氮的应用 | |
| CN110385124B (zh) | 一种通过分段反应制备MnOx-CeO2混合氧化物催化剂的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210817 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |