CN114345323A - 一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂和制备方法及其在催化燃烧甲苯中的应用 - Google Patents
一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂和制备方法及其在催化燃烧甲苯中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114345323A CN114345323A CN202210058964.6A CN202210058964A CN114345323A CN 114345323 A CN114345323 A CN 114345323A CN 202210058964 A CN202210058964 A CN 202210058964A CN 114345323 A CN114345323 A CN 114345323A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mno
- catalyst
- gamma
- dimensional
- petal
- 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.)
- Granted
Links
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 104
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 64
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 35
- 229910006287 γ-MnO2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 15
- GEYXPJBPASPPLI-UHFFFAOYSA-N manganese(III) oxide Inorganic materials O=[Mn]O[Mn]=O GEYXPJBPASPPLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- BEGBSFPALGFMJI-UHFFFAOYSA-N ethene;sodium Chemical group [Na].C=C BEGBSFPALGFMJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 150000002696 manganese Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 22
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940071125 manganese acetate Drugs 0.000 claims description 6
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 claims description 6
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 claims description 6
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 claims description 6
- UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);diacetate Chemical group [Mn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 10
- 239000011656 manganese carbonate Substances 0.000 description 8
- 229910000016 manganese(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 8
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Inorganic materials O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 4
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 101100513612 Microdochium nivale MnCO gene Proteins 0.000 description 2
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 2
- 239000012494 Quartz wool Substances 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N cobalt(II,III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Co+2].[Co+3].[Co+3] UBEWDCMIDFGDOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 229910001437 manganese ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- -1 nitrogen-containing organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种三维花瓣状γ‑MnO2催化剂和制备方法及其在催化燃烧甲苯中的应用，涉及催化剂领域。包括以下制备步骤：将锰盐和醇类有机溶剂溶解于去离子水中，通入CO2气体进行沉淀反应，离心、洗涤、干燥并焙烧后得到前驱体Mn2O3微球；将前驱体Mn2O3微球和乙二胺四乙酸钠加入去离子水中，加热反应完全后，离心、洗涤、干燥，得到三维花瓣状γ‑MnO2催化剂。本申请制得的三维花瓣状γ‑MnO2催化剂，在催化燃烧甲苯中表现出良好的催化燃烧性能，其制备方法简单、重复性好，产物形貌均一，容易实现工业化。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂领域，尤其涉及一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂和制备方法及其在催化燃烧甲苯中的应用。
背景技术
挥发性有机化合物(volatile organic compounds，VOCs)，主要包括脂肪烃类、芳香烃类、卤代烃类、含氮有机化合物以及含硫有机化合物等，其中，甲苯是室内外空气中最典型的一种VOCs。大量VOCs排放至大气环境中，容易导致光化学烟雾、臭氧层空洞，从而危害地球生态环境和人类身体健康。近年来，针对VOCs的源头减排及尾气净化，受到全球各国业界的广泛关注。
在各种VOCs的治理技术中，催化燃烧法作为一种高效的尾气净化技术，目前愈发受到我国环保部门及相关行业的重视，其中，低成本、稳定的催化剂是催化燃烧法的关键。贵金属资源稀缺、价格昂贵，且在高温下易烧结，难以满足进一步的工业化应用。过渡金属氧化物(Fe2O3、Co3O4和MnO2等等)因其具有成本低、热稳定性好、氧化还原能力强等特点，在催化燃烧VOCs中展现出良好的催化性能，目前受到业界的广泛关注。
MnO2作为一种VOCs燃烧催化剂，其良好的催化活性及稳定性引起了广大科研工作者的关注。MnO2具有多种晶型，包括δ、α、γ和β等等，其中，具有丰富结构缺陷的γ-MnO2被认为是一种催化燃烧VOCs性能良好的材料。三维结构的纳米材料(海胆状、球状和花状等等)，因其表面具有较多的活性位以及在高温下不易发生烧结等优点，在催化燃烧VOCs中表现出较高的活性与稳定性。因此，制备具有三维花瓣状结构的γ-MnO2纳米材料，有望进一步提高MnO2的催化燃烧VOCs性能。
发明内容
本发明提供了一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂和制备方法及其在催化燃烧甲苯中的应用，通过歧化反应制备三维花瓣状γ-MnO2催化剂，制备步骤简单，重复性好，产品形貌佳，可以提高MnO2的催化燃烧VOCs性能。
为了解决上述技术问题，本发明目的之一提供了一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将锰盐和醇类有机溶剂溶解于去离子水中，通入CO2气体，接着在室温下继续进行沉淀反应，将所得产物离心、洗涤、干燥，然后将干燥粉末在空气氛围中焙烧，即可得到前驱体Mn2O3微球；
S2、分别将前驱体Mn2O3微球和乙二胺四乙酸钠加入去离子水中，搅拌均匀后加热，待反应完全后，将所得产物离心、洗涤、干燥，即可得到三维花瓣状γ-MnO2催化剂。
通过采用上述方案，本申请将CO2通入含有锰盐的溶液，所形成的碳酸根会与Mn2+发生沉淀反应，生成大量MnCO3纳米晶；由于MnCO3纳米晶具有较高的表面能，会通过自组装的方式团聚成更大尺寸的MnCO3颗粒，同时在这个过程中醇类有机溶剂会吸附在MnCO3纳米晶表面，从而诱导MnCO3纳米晶自组装形成MnCO3微球。步骤2中由于乙二胺四乙酸钠溶液具有一定的酸性，使Mn2O3微球发生歧化反应，从而转化为γ-MnO2；其次，乙二胺四乙酸钠具有强鳌合的作用，它通过与中间产物表面的锰离子配位，可以直接影响γ-MnO2晶面的生长方向，导致γ-MnO2具有二维片状的形貌特点，并最终生成花瓣状的γ-MnO2。该制备方法简单、重复性好，产物形貌均一，可以实现大规模的工业化生产。
作为优选方案，在S1中，所述锰盐的加入量为2～10mmol，所述去离子水的体积为100～200mL，所述异丙醇为1～5mL。
作为优选方案，在S1中，所述锰盐为乙酸锰或硫酸锰，所述醇类有机溶剂为异丙醇、正丙醇、乙醇、正丁醇中的一种。
作为优选方案，在S1中，所述CO2气体的流量为3～6mL/min，所述CO2通入持续时间为15min。
作为优选方案，在步骤S1中，所述室温反应时间为3～5h。
作为优选方案，在S1中，所述焙烧温度为500～700℃，所述焙烧时间为3～ 6h。
作为优选方案，在S2中，所述前驱体Mn2O3微球用量为0.5～1.5g，所述乙二胺四乙酸钠的用量为50～100mg，所述去离子水的体积为100～200mL。
作为优选方案，步骤S2中，所述加热反应温度为40～60℃，所述的加热时间为1～4h。
为了解决上述技术问题，本发明目的之二提供了一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂，采用上述一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂的制备方法制备得到。
为了解决上述技术问题，本发明目的之三提供了一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂在催化燃烧甲苯中的应用。
通过采用上述方案，本申请获得的三维花瓣状γ-MnO2催化剂，具有较高密度的表面活性位，从而有利于气体分子在其表面的吸附、扩散及脱附。而且，三维花瓣状形貌可以避免高温催化反应过程的烧结现象，在甲苯燃烧催化过程中稳定保持较高的催化效率。
作为优选方案，所述催化燃烧甲苯的反应温度为220℃-260℃，每1000ppm 甲苯添加0.1g所述三维花瓣状γ-MnO2催化剂。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
(1)本申请以Mn2O3微球作为前驱体，在酸性条件下，利用歧化反应制备三维花瓣状γ-MnO2催化剂，该制备方法简单、重复性好，产物形貌均一，容易实现工业化。
(2)在MnCO3微球制备过程中，本申请将CO2通入含有锰盐的溶液，沉淀反应，生成大量MnCO3纳米晶，异丙醇诱导MnCO3纳米晶通过自组装的方式团聚成形成MnCO3微球，形成的微球轮廓完整，粒径相对较为均一。
(3)本申请制备的三维花瓣状γ-MnO2催化剂，具有较高密度的表面活性位，从而有利于气体分子在其表面的吸附、扩散及脱附，同时三维花瓣状形貌可以避免高温催化反应过程的烧结现象，在催化燃烧甲苯反应中表现出良好的催化燃烧性能。
附图说明
图1-为本发明实施例一中一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂步骤(2)获得前驱体Mn2O3微球的X射线衍射图；
图2-为本发明实施例一中一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂步骤(2)获得前驱体Mn2O3微球的扫描电镜图；
图3-为本发明实施例一中一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂步骤(3)获得花瓣状的γ-MnO2催化剂的X射线衍射图；
图4-为本发明实施例一中一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂步骤(3)获得花瓣状的γ-MnO2催化剂的扫描电镜图；
图5-为本发明实施例一中一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂步骤(3)获得花瓣状的γ-MnO2催化剂的催化燃烧甲苯活性图；
图6-为本发明实施例二中一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂步骤(3)获得花瓣状的γ-MnO2催化剂的催化燃烧甲苯活性图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂，包括以下制备步骤：
(1)将2mmol的乙酸锰溶于100mL的水溶液中，在室温下搅拌至完全溶解，同时加入1mL异丙醇，然后通入流量为3mL/min的CO2气体并持续15min，然后在室温下沉淀反应3h，待反应完全后，将所得产物离心、洗涤、干燥；
(2)称取干燥后的粉末，并置于马弗炉中，在500℃的空气氛围下焙烧3 h，待冷却至室温后，即可得到前驱体Mn2O3微球。
(3)将0.5g的前驱体Mn2O3微球和50mg乙二胺四乙酸钠加入100mL去离子水中，搅拌均匀后加热至40℃反应1h，待冷却至室温后，将所得产物离心、洗涤、干燥，即可得到花瓣状的γ-MnO2催化剂。
将上述步骤(2)中的前驱体Mn2O3和步骤(3)产物γ-MnO2进行表征。步骤(2)中的前驱体Mn2O3的X射线粉末衍射的测试结果如图1所示，前驱体Mn2O3为纯相的Mn2O3；图2为前驱体Mn2O3微球的扫描电镜图，从图中可以看出，Mn2O3是一种直径为1～3μm的微球。步骤(3)产物γ-MnO2的X射线粉末衍射的表征结果如图3所示，结果显示产物为纯相的γ-MnO2；图4为γ-MnO2的扫描电镜图，从图中可以看出，γ-MnO2的形貌均一，具有三维花瓣状形貌。
效果例一
一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂在催化燃烧甲苯中的应用，包括以下步骤：
(1)称量0.1g实施例一的花瓣状γ-MnO2催化剂，并与0.1g的石英砂混合均匀，然后利用石英棉装填在石英反应管的中间位置，在常压下通入空气与甲苯的混合气，甲苯浓度为1000ppm，质量空速为40000mL·g-1·h-1；
(2)采用气相色谱仪检测不同温度点甲苯反应前后的浓度。
如图5所示，三维花瓣状γ-MnO2催化剂催化燃烧甲苯的转化率随着反应温度的升高而提高，其T10＝204℃(甲苯转化率达到10％所需温度)，T90＝230℃(甲苯转化率达到90％所需温度)，当反应温度在240℃时，甲苯转化率已经达到99％。以上结果说明，三维花瓣状γ-MnO2催化剂在催化燃烧甲苯中表现出良好的催化活性。
实施例二
一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂，包括以下制备步骤：
(1)将10mmol的硫酸锰溶于200mL的水溶液中，在室温下搅拌至完全溶解，同时加入5mL正丙醇，然后通入流量为6mL/min的CO2气体并持续15min，然后在室温下沉淀反应4h，待反应完全后，将所得产物离心、洗涤、干燥；
(2)称取干燥后的粉末，并置于马弗炉中，在700℃的空气氛围下焙烧6 h，待冷却至室温后，即可得到前驱体Mn2O3微球。
(3)将0.5g的前驱体Mn2O3微球和60mg乙二胺四乙酸钠加入至150mL 去离子水中，搅拌均匀后加热至60℃反应4h，待冷却至室温后，将所得产物离心、洗涤、干燥，即可得到三维花瓣状的γ-MnO2催化剂。
效果例二
一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂在催化燃烧甲苯中的应用，包括以下步骤：
(1)称量0.1g实施例二的花瓣状γ-MnO2催化剂，并与0.1g的石英砂混合均匀，然后利用石英棉装填在石英反应管的中间位置，在常压下通入空气与甲苯的混合气，甲苯浓度为1000ppm，质量空速为20000mL·g-1·h-1；
(2)采用气相色谱仪检测不同温度点甲苯反应前后的浓度。
如图6所示，三维花瓣状γ-MnO2催化剂催化燃烧甲苯的转化率随着反应温度的升高而提高，其T10＝190℃(甲苯转化率达到10％所需温度)，T90＝220℃ (甲苯转化率达到90％所需温度)，当反应温度在230℃时，甲苯转化率已经达到99％。以上结果说明，三维花瓣状γ-MnO2催化剂在催化燃烧甲苯中表现出良好的催化活性。
实施例三
一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂，包括以下制备步骤：
(1)将3mmol的乙酸锰溶于125mL的水溶液中，在室温下搅拌至完全溶解，同时加入2mL乙醇，然后通入流量为3mL/min的CO2气体并持续15min，然后在室温下沉淀反应3h，待反应完全后，将所得产物离心、洗涤、干燥；
(2)称取干燥后的粉末，并置于马弗炉中，在550℃的空气环境中焙烧4 h，待冷却至室温后，即可得到前驱体Mn2O3微球；
(3)将1.5g的前驱体Mn2O3微球和100mg乙二胺四乙酸钠加入至200mL的去离子水中，搅拌均匀后加热至45℃反应2h，待冷却至室温后，将所得产物离心、洗涤、干燥，即可得到三维花瓣状γ-MnO2催化剂。
实施例四
一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂，包括以下制备步骤：
(1)将5mmol的硫酸锰溶于150mL的水溶液中，在室温下搅拌至完全溶解，同时加入3mL正丁醇，然后通入流量为4mL/min的CO2气体并持续15min，然后在室温下沉淀反应5h，待反应完全后，将所得产物离心、洗涤、干燥；
(2)称取干燥后的粉末，并置于马弗炉中，在600℃的空气环境中焙烧5 h，待冷却至室温后，即可得到前驱体Mn2O3微球；
(3)将1g的前驱体Mn2O3微球和80mg乙二胺四乙酸钠加入至150mL的去离子水中，搅拌均匀后加热至50℃反应2.5h，待冷却至室温后，将所得产物离心、洗涤、干燥，即可得到三维花瓣状γ-MnO2催化剂。
实施例五
一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂，包括以下制备步骤：
(1)将7mmol的硫酸锰溶于175mL的水溶液中，在室温下搅拌至完全溶解，同时加入2mL异丙醇，然后通入流量为4mL/min的CO2气体并持续15min，然后在室温下沉淀反应3h，待反应完全后，将所得产物离心、洗涤、干燥；
(2)称取干燥后的粉末，并置于马弗炉中，在650℃的空气环境中焙烧 5.5h，待冷却至室温后，即可得到前驱体Mn2O3微球；
(3)将0.5g的前驱体Mn2O3微球和50mg乙二胺四乙酸钠加入至150mL的去离子水中，搅拌均匀后加热至55℃反应3h，待冷却至室温后，将所得产物离心、洗涤、干燥，即可得到三维花瓣状γ-MnO2催化剂。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将锰盐和醇类有机溶剂溶解于去离子水中，通入CO2气体，接着在室温下继续进行沉淀反应，将所得产物离心、洗涤、干燥，然后将干燥粉末在空气氛围中焙烧，即可得到前驱体Mn2O3微球；
S2、分别将前驱体Mn2O3微球和乙二胺四乙酸钠加入去离子水中，搅拌均匀后加热，待反应完全后，将所得产物离心、洗涤、干燥，即可得到三维花瓣状γ-MnO2催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂的制备方法，其特征在于，在S1中，所述锰盐的加入量为2～10mmol，所述去离子水的体积为100～200mL，所述异丙醇为1～5mL。
3.根据权利要求1所述的一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂的制备方法，其特征在于，在S1中，所述锰盐为乙酸锰或硫酸锰，所述醇类有机溶剂为异丙醇、正丙醇、乙醇和正丁醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂的制备方法，其特征在于，在S1中，所述CO2气体的流量为3～6mL/min，CO2通入持续时间为15min。
5.根据权利要求1所述的一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述室温反应时间为3～5h，所述焙烧温度为500～700℃，所述焙烧时间为3～6h。
6.根据权利要求1所述的一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂的制备方法，其特征在于，在S2中，所述前驱体Mn2O3微球用量为0.5～1.5g，所述乙二胺四乙酸钠的用量为50～100mg，所述去离子水的体积为100～200mL。
7.根据权利要求1所述的一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述加热反应温度为40～60℃，所述的加热时间为1～4h。
8.一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂，其特征在于，采用如权利要求1-7任一所述的一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂的制备方法制备得到。
9.一种如权利要求8所述三维花瓣状γ-MnO2催化剂在催化燃烧甲苯中的应用。
10.如权利要求9所述的一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂在催化燃烧甲苯中的应用，其特征在于，所述催化燃烧甲苯的反应温度为220℃-260℃，每1000ppm甲苯添加0.1g所述三维花瓣状γ-MnO2催化剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210058964.6A CN114345323B (zh) | 2022-01-19 | 2022-01-19 | 一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂和制备方法及其在催化燃烧甲苯中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210058964.6A CN114345323B (zh) | 2022-01-19 | 2022-01-19 | 一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂和制备方法及其在催化燃烧甲苯中的应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114345323A true CN114345323A (zh) | 2022-04-15 |
| CN114345323B CN114345323B (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=81091808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210058964.6A Active CN114345323B (zh) | 2022-01-19 | 2022-01-19 | 一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂和制备方法及其在催化燃烧甲苯中的应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114345323B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0660878A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-03-04 | Toshiba Battery Co Ltd | 乾電池の製造法 |
| CN109012656A (zh) * | 2018-08-07 | 2018-12-18 | 广东工业大学 | 一种有序介孔γ-MnO2催化剂及其制备方法和应用 |
| CN111268738A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-12 | 合肥工业大学 | γ晶型二氧化锰的制备方法、γ晶型二氧化锰及其应用 |
-
2022
- 2022-01-19 CN CN202210058964.6A patent/CN114345323B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0660878A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-03-04 | Toshiba Battery Co Ltd | 乾電池の製造法 |
| CN109012656A (zh) * | 2018-08-07 | 2018-12-18 | 广东工业大学 | 一种有序介孔γ-MnO2催化剂及其制备方法和应用 |
| CN111268738A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-12 | 合肥工业大学 | γ晶型二氧化锰的制备方法、γ晶型二氧化锰及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| FANLIN KONG等: "Insight into the Crystal Structures and Surface Property of Manganese Oxide on CO Catalytic Oxidation Performance", 《INORG. CHEM.》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114345323B (zh) | 2024-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107362807B (zh) | 一种Mn/Co基低温SCO催化剂及其制备方法 | |
| CN111268736B (zh) | 一种三维花球状的β-二氧化锰及其制备方法和应用 | |
| CN112138702B (zh) | 三维/二维Ni-Co双金属氧化物/g-C3N4纳米复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN109012656B (zh) | 一种有序介孔γ-MnO2催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110404535B (zh) | 一种负载型钯催化剂及制备方法与应用 | |
| CN110732323A (zh) | 催化挥发性有机化合物氧化的α-MnO2催化剂的制备方法 | |
| CN107824172B (zh) | 一种表面富含缺陷位的纳米氧化铝载体的制备方法 | |
| CN110668458B (zh) | Al-SBA-15介孔分子筛和脱硝催化剂及各自的制备方法和应用 | |
| CN111974444A (zh) | 一种一锅法制备的小孔分子筛负载贵金属材料的制备方法及其应用 | |
| CN109621962B (zh) | 一种用于消除甲醛的规则形貌金属氧化物催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108380203B (zh) | 一种介孔壁中空核壳球形LaMnO3钙钛矿催化剂及其制备方法 | |
| CN112604693A (zh) | 一种介孔锰基复合氧化物及其制备方法和应用 | |
| CN112337460A (zh) | 一种络合酸液制备Mn基尖晶石低温脱硝催化剂的方法 | |
| CN104190465A (zh) | 一种sapo-5分子筛负载金属氧化物的光催化剂 | |
| CN111495388A (zh) | 一种co气相偶联亚硝酸乙酯合成草酸二乙酯催化剂及其制备方法 | |
| CN109158114B (zh) | 一种一步法制备CdS@C复合光催化剂的方法 | |
| CN112844323B (zh) | 一种m-mof-74/氧化硅复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN110404542A (zh) | 一种核-壳球CoFe2O4催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN110947396B (zh) | 球状氧化锰包覆氧化铁核壳结构复合物及制备方法和应用 | |
| CN110841717B (zh) | 负载纳米级银单质的介孔铬基金属有机框架化合物中空微球壳及其制备方法 | |
| CN112569927A (zh) | 介孔二氧化硅包覆钴锰氧化物的制备方法及其产品和应用 | |
| CN105498780B (zh) | 一种Cu/ZnO催化剂及其制备方法和在CO2化学转化中的应用 | |
| CN114345323A (zh) | 一种三维花瓣状γ-MnO2催化剂和制备方法及其在催化燃烧甲苯中的应用 | |
| CN110586118A (zh) | 一种选择性催化还原脱硝的磁性铁基催化剂及其制备方法 | |
| CN111250078B (zh) | MnOx@Eu-CeOx低温SCR烟气脱硝催化剂及其制备方法与应用 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |