CN115228493B - 复合材料及其制备方法和微波催化剂及其制备方法以及它们的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及催化剂领域，公开了复合材料及其制备方法、微波催化剂及其制备方法以及它们的应用。所述复合材料包含氮化铝和微波吸收组分复合材料，能够用于制备微波催化剂。本发明提供的复合材料和微波催化剂具有微波吸收组分负载量大、导热性能好、加热效率高、加热过程中床层温度分布均匀等特点，并且其催化氧化效果好，适用于多种微波耦合催化氧化反应中使用。而且，本发明提供的复合材料及催化剂制备方法简单，适合工业化大规模推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂领域，具体涉及复合材料、用于微波催化剂的载体和微波催化剂及其制备方法以及它们的应用以及它们的应用。
背景技术
微波耦合(又称微波辅助、微波诱导)催化氧化处理技术是近年来新兴的一种催化氧化技术，与传统催化氧化技术相比，其具有装机功率低、能耗低、反应温度低、反应效率高等优点，被认为是可替代传统技术的新一代催化氧化技术。微波催化剂是微波催化氧化处理技术的核心，其具有良好的吸波性能和导热能力，相比于传统催化氧化工艺采用的催化剂，具有反应活性高、反应效率高等优点。
然而，目前适用于工业装置的微波催化剂多以堇青石为载体，虽然堇青石具有良好的透波能力，但是其导热性较差，导致催化床层温度分布不均，不利于反应进行。而且，目前的微波催化剂还普遍具有吸波组分含量低、加热效率仍待提高等缺陷。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的微波催化剂导热性不佳、吸波组分含量低、加热效率有待提高等问题，提供一种用于复合材料，该复合材料能够用于微波催化剂中，具有导热性好、吸波能力强，采用该复合材料制备的微波催化剂能够具有反应速率快、加热效率高等优点。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种复合材料，所述复合材料包括氮化铝和微波吸收组分材料；
其中，所述复合材料中，以所述复合材料的总重量为基准，所述氮化铝的含量为30-40重量％；
以所述复合材料的总重量为基准，所述微波吸收组分的含量为5-20重量％。
本发明第二方面提供一种制备复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将氮化铝、微波吸收组分和任选的辅料的混合物与有机溶剂A混合后进行粉碎，获得粉碎产物；
(2)将所述粉碎产物依次进行第一干燥和压样，获得压样品；
(3)将所述压样品进行第二干燥后进行第一焙烧，获得第一焙烧产物。
本发明第三方面提供如上所述的方法制备获得的复合材料。
本发明第四方面提供一种微波催化剂，所述催化剂包含载体和负载于载体上的活性组分以及任选的助剂，其中，所述载体包括如前所述的复合材料，所述活性组分为贵金属。
本发明第五方面提供一种制备微波催化剂的方法，所述方法包括：将活性组分负载于载体上，其中，所述载体包括如前所述的复合材料。
本发明第六方面提供如上所述的方法制备获得的微波催化剂。
本发明第七方面提供如上所述的复合材料和微波催化剂在降解挥发性有机物中的应用。
通过上述技术方案，本发明能够取得如下有益效果：
(1)本发明提供的复合材料和微波催化剂具有高导热性的同时还具有良好的吸波性能；
(2)使用本发明提供的复合材料制备获得的微波催化剂加热效率高，加热过程中床层温度分布均匀，利于反应效率的提升；
(3)本发明提供的微波催化剂具有较好的催化氧化效果，适用于多种催化氧化反应中使用；
(4)本发明提供的复合材料和微波催化剂制备方法简单，可以进行工业化大规模生产，并且适用于工业化大规模推广使用。
具体实施方式
以下将对本发明的具体实施方式进行详细解释和说明，应当能够理解的是，以下具体实施方式仅用于解释和说明本发明的内容，而不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明中，未做特殊说明的情况下，所述“室温”是指20-30℃。
本发明中，所述“第一浸渍”、“第二浸渍”、“第一干燥”、“第二干燥”、“第三干燥”、“第四干燥”、“第五干燥”、“第一焙烧”、“第二焙烧”、“第三焙烧”、“第四焙烧”等表述中的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”仅用于在描述过程中便于区别不同步骤中的“浸渍”、“干燥”和“焙烧”等操作。
本发明的发明人在研究的过程中发现，氮化铝导热性好，采用其作为微波催化剂的载体材料可以使床层温度分布更加均匀，将其与微波吸收组分制成复合材料，能够在提高升温均匀性的同时使得升温效率也得到提升，从而使微波催化剂的升温性能得到改善。
本发明第一方面提供一种复合材料，所述复合材料包括氮化铝和微波吸收组分材料(也即所述复合材料含有氮化铝与微波吸收组分)；
其中，所述复合材料中，以所述复合材料的总重量为基准，所述氮化铝的含量为30-40重量％；
以所述复合材料的总重量为基准，所述微波吸收组分的含量为5-20重量％。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述复合材料还包括辅料。
根据本发明的优选实施方式，其中，以所述复合材料的总重量为基准，所述辅料的含量为40-60重量％，优选为45-55重量％。
优选地，所述辅料选自结构成型助剂。
更优选地，所述结构成型助剂选自滑石粉、Al2O3粉、高岭土、菱镁矿和绿泥石中的至少一种。本领域技术人员应当能够理解的是，在所述复合材料中，上述结构成型助剂以上述成分烧结(焙烧)后的形式存在(例如上述成分的氧化产物等)。
更优选地，以所述复合材料的总重量为基准，当所述辅料选用滑石粉时，所述滑石粉的含量为25-35重量％。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述复合材料还可以包括负载在所述复合材料表面的氧化铝(颗粒)。所述负载在所述复合材料表面的氧化铝可以通过涂覆、浸渍等方法，将铝溶胶负载于所述复合材料表面，而后对其进行干燥和焙烧的方式获得。所述负载在所述复合材料表面的氧化铝能够进一步增加所述复合材料的比表面积，使得采用该复合材料制备而成的微波催化剂的催化效果得到进一步提升。
优选地，以所述复合材料的总重量为基准，所述Al2O3的总含量在15重量％及以上，优选为15-25重量％。“Al2O3的总含量”指的是在复合材料中全部Al2O3的含量，即包括辅料中的Al2O3以及在所述复合材料表面负载的Al2O3(颗粒)的总含量。
根据本发明的优选实施方式，所述辅料的平均粒径为200-300μm。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述复合材料为蜂窝载体，所述复合材料的比表面积为0.5-2m2/g，孔壁厚0.16-0.2mm，CPSI值为300-500。CPSI值是指表示每平方英寸横截面孔道数，即孔密度，其值越高，表明单位面积上的孔个数越多，孔壁越薄(即孔壁厚的数值越低)。CPSI值通常由制备复合材料时采用的模具决定。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述复合材料中，所述氮化铝的粒径为300-500nm。优选为350-450nm。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述复合材料中，所述微波吸收组分的粒径为10-100nm。优选为20-60nm。
优选地，所述微波吸收组分选自碳化硅、金属钨、二氧化钛、碳纳米管、钛酸钡和二硫化钨中的至少一种。
更优选地，所述复合材料中，所述微波吸收组分和所述氮化铝的重量比为1：2-9。
根据本发明的一种特别优选的实施方式，其中，以所述复合材料的总重量为基准，所述复合材料包括：氮化铝33-37重量％，微波吸收组分13-17重量％。其中，所述微波吸收组分优选为碳化硅，优选粒径为30-50nm。所述氮化铝的粒径优选为380-420nm。
优选地，所述复合材料的孔壁厚为0.17-0.18mm。
优选地，所述复合材料的比表面积为1.2-1.5m2/g。
优选地，所述复合材料的密度为2.82-2.9kg/m3。
优选地，所述复合材料的表面负载有氧化铝(颗粒)，所述负载的氧化铝的表面孔径为2.5-2.7nm，所述负载的氧化铝的负载量优选为以所述复合材料总重量计的16.7-17重量％。
优选地，所述复合材料中的氧化铝总含量为以所述复合材料总重量计的22.9-23.1重量％。
本发明第二方面提供一种制备用于微波催化剂的复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将氮化铝、微波吸收组分和任选的辅料的混合物与有机溶剂A混合后进行粉碎，获得粉碎产物；
(2)将所述粉碎产物依次进行第一干燥和压样，获得压样品；
(3)将所述压样品进行第二干燥后进行第一焙烧，获得第一焙烧产物。
根据本发明的优选实施方式，其中，步骤(1)中，所述混合物中所述微波吸收组分和所述氮化铝的重量比为1：2-9。
优选地，步骤(1)中，所述混合物中辅料、氮化铝和微波吸收组分的重量比为1：0.5-1.2：0.1-0.5。优选为1：0.7-0.9：0.1-0.3。
根据本发明的一种优选实施方式，其中，步骤(1)中，可以直接将干燥的氮化铝、微波吸收组分和任选的辅料按照比例混合，制成所述混合物。也可以将氮化铝、微波吸收组分和任选的辅料按照比例(以干物含量计)混合，而后将所得混合物进行干燥处理，获得干燥的混合物，再将干燥的混合物与有机溶剂A混合而后进行粉碎。
优选地，所述干燥处理的条件使得所述混合物中水分含量不超过0.1％重量％，优选含水量低于0.05重量％。
更优选的，所述干燥处理的方式选自真空干燥和/或鼓风循环干燥。
更优选地，所述干燥处理的条件包括：时间15-30h，温度70-100℃，真空度90-150Pa。
根据本发明的优选实施方式，其中，步骤(1)中，所述有机溶剂A的用量使得混合后体系中有机溶剂A的含量为30-50重量％。优选为35-45重量％。
优选地，所述有机溶剂A选自丙酮、(无水)乙醇、(无水)丙醇、(无水)异丙醇和(无水)正丁醇中的至少一种。
更优选地，所述有机溶剂A选自丙酮和(无水)乙醇的体积比为1:0.5-1.5的混合溶剂。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述粉碎的条件使得所述粉碎产物的粒径达到20-100μm。
优选地，所述粉碎的方式选自球磨和/或气流粉碎。
根据本发明的优选实施方式，其中，步骤(2)中，所述一次干燥的条件使得干燥后物料中溶剂的含量在0.01重量％以下。
优选地，所述第一干燥的方式选自：真空干燥和/或鼓风循环干燥。
优选地，所述第一干燥的条件包括：温度70-100℃，时间15-30h，真空度90-150Pa。
根据本发明的优选实施方式，其中，步骤(2)中，所述压样品采用相应CPSI值的模具压制而成，CPSI值为300-500，优选CPSI值为350-450。
优选地，所述压样的条件包括：压力100-200MPa，温度20-30℃。
为了更容易实现胚体成形，根据本发明的一种优选实施方式，其中，步骤(2)中，可以将一次干燥后的物料与少量有机溶剂混合而后再进行压样。例如，有机溶剂的加入量使得混合后物料中有机溶剂含量为1-10重量％。所述有机溶剂优选为步骤(1)中使用的有机溶剂A。为了使所述有机溶剂与干燥后的物料混合均匀，可以将所述混合后物料在转速500-1500rpm，温度20-30℃的条件下搅拌5-20h，而后将搅拌后物料静置15-30h后再进行压样。
根据本发明的优选实施方式，其中，步骤(3)中，所述第二干燥的条件使得干燥后的压样品中溶剂含量在0.01重量％以下。
优选地，所述第二干燥的条件包括：温度50-150℃，时间1-15h，真空度90-150Pa；
根据本发明的优选实施方式，其中，步骤(3)中，所述第一焙烧的条件包括：温度1200-1800℃，时间10-18h。
本发明的发明人在研究的过程中发现，采用分步升温的方式将温度升至焙烧温度，能够在焙烧过程中一方面防止压样品因为温度暴增开裂，另一方面使胚体中晶相稳定转化。
根据本发明的优选实施方式，其中，步骤(3)中，所述第一焙烧采用分步升温的方式将温度提升至焙烧温度。
优选地，所述分步升温的方法包括：将干燥后的压样品从室温以5-10℃/min的升温速率升至800-1000℃，然后以3-8℃/min的升温速率升至1200-1800℃，并在该温度下保持1-10小时对所述干燥的压样品进行焙烧。
本发明的发明人在研究的过程中发现，采用分步降温的方式将焙烧后的物料温度降至室温，能够保证获得的复合材料中晶界较少，晶界间接触紧密，使得获得的复合材料的热导率较高。
根据本发明的优选实施方式，其中，步骤(3)中，所述第一焙烧后的压样品经过分步降温后获得所述第一焙烧产物。
优选地，所述分步降温的方法包括：将焙烧后的压样品以1-5℃/min的降温速率从焙烧温度降至800-1000℃，而后自然降温至20-30℃。所述“自然降温”是指将降至800-1000℃的物料置于室温(例如20-30℃)环境中，不对其降温速率进行控制，使其温度自然下降至环境温度。
本发明的发明人在研究的过程中发现，将氧化铝负载于上述第一焙烧产物上，可以增加其比表面积，将这种负载了氧化铝的复合材料用作微波催化剂的载体时，能够进一步提升催化剂的催化性能。负载氧化铝的方式可以为常规的方式，例如，采用含铝前驱体的溶液浸渍第一焙烧产物，再进行干燥和焙烧。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述方法还包括在第一焙烧产物上负载氧化铝的步骤。
优选地，相对于100g的第一焙烧产物，所述氧化铝的负载量为10-20g。更优选为15-20g。进一步优选为15-18g。
优选地，负载氧化铝的方式为：将步骤(3)获得的所述第一焙烧产物置于铝溶胶中进行第一浸渍，而后将第一浸渍产物依次进行第三干燥和第二焙烧。
根据本发明的优选实施方式，其中，第一浸渍采用等体积浸渍和/或过量浸渍的方式，优选为过量浸渍。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述第三干燥的方式选自真空干燥和/或恒温循环干燥。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述第二焙烧的条件包括：空气气氛下，温度400-600℃，时间3-7h。
优选地，第一浸渍中，所述复合材料与铝溶胶的体积比为1：10-20。
优选地，所述第一浸渍的条件包括：温度20-30℃，时间0.1-1h，优选0.1-0.5h。
优选地，所述第三干燥的条件包括：温度80-120℃，时间1-5h，优选1-2h。
任意本领域内现有的铝溶胶均可适用于本发明提供的方法。例如，可以为根据现有技术自行制备的铝溶胶，也可以是通过商购获得的相关产品。
根据本发明的一种优选实施方式，其中，所述铝溶胶可以通过如下方法进行制备：
A、将铝源溶解于有机溶剂B中，获得铝源有机溶液；
B、将稀硝酸与所述铝源有机溶液混合，获得铝溶胶。
根据本发明的优选实施方式，其中，步骤A中，所述铝源选自异丙醇铝、氯化铝、氧化铝、氢氧化铝和拟薄水铝石中的至少一种。
根据本发明的优选实施方式，其中，步骤A中，所述有机溶剂B选自(无水)甲醇、(无水)乙醇、(无水)丙醇、(无水)异丙醇、甲苯和氯仿中的至少一种。
优选地，所述铝源在所述铝源有机溶液中的质量浓度为0.5-2g/L，优选1-2g/L。
根据本发明的优选实施方式，其中，步骤A中，所述溶解的条件包括：温度20-30℃，时间60-120min，超声频率20-40kHz。
根据本发明的优选实施方式，其中，步骤B中，所述稀硝酸的浓度为0.5-1.5mol/L。
优选地，步骤B中，所述稀硝酸与铝源有机溶液的体积比为1：1-1.8。优选为1：1-1.5。
根据本发明的优选实施方式，其中，步骤B中，所述混合的方式可以为滴加。
优选地，所述混合的条件包括：温度75-80℃，稀硝酸滴加速度8-12滴/min，滴加完毕后，反应120-180min。
根据本发明的优选实施方式，其中，以所述铝溶胶的总重量为基准，其中Al的含量为5-10重量％。
为了进一步提高载体的性能，扩大载体的比表面积。根据本发明的优选实施方式，其中，所述方法还包括在第一浸渍前将所述复合材料进行清洁和酸化。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述清洁包括将所述复合材料用去离子水进行清洗除杂，并将清洗后的复合材料进行干燥。
优选地，所述清洗除杂的方式选自超声清洗和/或化学溶剂清洗。
优选的，所述干燥的方式选自真空干燥和/或恒温循环干燥。
更优选地，所述清洗除杂的条件包括：超声频率20-40kHz，时间30-60min，温度20-30℃。
更优选地，所述干燥的条件包括：温度80-120℃，时间60-120min。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述酸化选用草酸、柠檬酸、硝酸和盐酸中的至少一种进行。酸化的目的是进一步扩大载体的比表面积。
优选地，所述酸化的条件包括：时间40-90min，温度20-30℃。
本发明第三方面提供如上所述的方法制备获得的载体。
本发明第四方面提供一种微波催化剂，所述催化剂包含载体和负载于载体上的活性组分以及任选的助剂，其中，所述载体为如上所述的复合材料，所述活性组分为贵金属。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述活性组分选自金、铂、钯和银中的至少一种。优选选自金和/或铂。
优选地，所述活性组分在所述催化剂中以金属单质形式存在。
优选地，以所述催化剂的总重量计，所述活性组分的含量为0.5-1重量％。
本发明的发明人在研究的过程中发现，在所述微波催化剂中添加助剂(例如过渡金属等)可以进一步提升所述微波催化剂的催化活性。根据本发明的优选实施方式，其中，所述微波催化剂还包含助剂，所述助剂选自不包括贵金属的过渡金属。
优选地，所述助剂选自钴、铈、锰、铁和镧中的至少一种。
优选地，所述助剂在所述催化剂中以氧化物形式存在。
更优选地，以所述催化剂的总重量计，所述助剂的含量为2-4.5重量％。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述催化剂的比表面积为10-30m2/g，孔容为0.1-0.3cm3/g，所述催化剂表面活性组分的平均粒径为1-10nm，优选3-5nm，助剂(过渡金属氧化物)的平均粒径10-20nm。
优选地，所述催化剂的比表面积为20-25m2/g，优选为16-25m2/g，孔容为0.1-0.2cm3/g，优选为0.17-0.2cm3/g，所述催化剂表面活性组分的平均粒径为3-6nm，助剂(过渡金属氧化物)的平均粒径10-15nm。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述催化剂150℃时介电常数在15以上，150℃时损耗正切在0.1以上，导热系数在70W/m·K以上，微波电源功率6kW，入射微波频率为2450MHz时的升温速率在25℃/min以上。
优选地，所述催化剂150℃时介电常数为15-30，150℃时损耗正切为0.1-0.6，导热系数为70-140W/m·K，微波电源功率6kW，入射微波频率为2450MHz时的升温速率为25-50℃/min。
本发明第五方面提供一种制备微波催化剂的方法，所述方法包括：将活性组分负载于载体上，其中，所述载体包括如前所述的复合材料。
优选地，所述活性组分选自贵金属，优选为金、铂、钯和银中的至少一种。更优选选自金和/或铂。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述负载的方式选自浸渍法、沉积沉淀法和离子交换法中的至少一种。
优选地，所述负载的方式为浸渍。
更优选地，所述浸渍的方法包括：将载体浸渍于浸渍液A中，进行第二浸渍，而后对第二浸渍产物进行第四干燥和第三焙烧。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述浸渍液A为含贵金属离子的水溶液。优选为氯铂酸和/或氯金酸的水溶液。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述第二浸渍采用等体积浸渍和/或过量浸渍的方式进行，优选采用过量浸渍的方式进行。
优选地，所述第二浸渍的条件包括：温度20-30℃，时间120-240min。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述第四干燥的条件包括：温度100-150℃，时间100-180min。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述第三焙烧的条件包括：惰性气氛，温度400-600℃，时间3-7h。优选地，所述第三焙烧采用的惰性气氛由氮气和/或惰性气体(例如氩气等)提供。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述方法还包括在第三焙烧前对第四干燥产物进行还原的步骤。以使负载在载体上的活性组分转变为还原态(单质)的形式存在。
优选地，所述还原的方法包括将第四干燥产物置于0.5-3重量％的还原剂溶液中。
更优选地，所述还原剂选自硼氢化钠和/或水合肼溶液。
更优选地，所述还原的条件包括：时间1-5h，温度25-60℃。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述方法还进一步地包括将任选的助剂负载于所述载体上的步骤。所述助剂选自(不包括贵金属的)过渡金属，优选钴、铈、锰、铁和镧中的至少一种。所述负载的方式选自浸渍法、沉积沉淀法和离子交换法中的至少一种。
优选地，所述负载的方式为浸渍法。
更优选地，所述浸渍的方法包括将载体浸渍于浸渍液B中，进行第三浸渍，对第三浸渍产物进行第五干燥和第四焙烧。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述浸渍液B为含过渡金属离子的水溶性盐溶液。
优选地，所述浸渍液为过渡金属的硝酸盐水溶液。例如硝酸铁水溶液、硝酸镧水溶液、硝酸钴水溶液、硝酸铈水溶液、硝酸锰水溶液等。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述第三浸渍采用等体积浸渍和/或过量浸渍的方式，优选为过量浸渍。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述第五干燥的方式选自真空干燥和/或恒温循环干燥。
优选地，所述第五干燥的条件包括：温度80-120℃，时间60-120min。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述第四焙烧的条件包括：空气气氛，温度400-600℃，时间3-7h。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述助剂可以与所述活性组分一起进行负载，也可以分步负载。即，所述第二浸渍和第三浸渍可以同时进行，也可以分步进行。
优选地，所述助剂与所述活性组分依次分步负载于所述载体上。
更优选地，所述分步浸渍按照“第三浸渍-第五干燥-第四焙烧-第二浸渍-第四干燥-(还原)-第三焙烧”的顺序进行。
本发明第六方面提供根据如上所述的方法制备获得的微波催化剂。
本发明第七方面提供如上所述的载体和微波催化剂在降解挥发性有机物中的应用。所述挥发性有机物可以包括烷烃和芳香烃等，例如丁烷、戊烷、己烷、环己烷、苯、甲苯等。
根据本发明的优选实施方式，其中，所述降解挥发性有机物的条件可以包括：微波功率3-10kw，频率为915MHz和2450MHz，此两种频率是目前用于工业加热最常用的频率，便于选购微波装置所用器件。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。应当能够理解的是，以下实施例仅用于进一步解释和说明本发明，而不用于限制本发明。
以下实施例中所采用的化学药品和试剂均采购自正规化学试剂供应商，纯度为化学纯。
以下实施例中，采用科力机械真空挤出机KLJ150对混合物料进行压样，所用模具的CPSI值为400。
实施例1
铝溶胶制备：
A、将100g的异丙醇铝加入到单口瓶中，其中加入800ml的无水乙醇中，40kHz超声1h使异丙醇铝充分溶解，然后将获得的异丙醇铝的乙醇溶液加热至75℃；
B、按照稀硝酸和乙醇的摩尔比为1.1:1的比例取稀硝酸(浓度为1.2mol/L)，并将其加入常压滴液漏斗中，以10滴/分钟的滴加速度将其加入步骤A获得的异丙醇铝的乙醇溶液中，控制反应温度为80℃，滴加完毕后，反应2h，使异丙醇铝充分水解，得到铝溶胶1。
载体(复合材料)制备：
1)将滑石粉、Al2O3粉末、氮化铝和碳化硅以质量比40：10：35：15进行混合并进行真空干燥，然后加入到一定的有机溶剂A1(丙酮与无水乙醇体积比1:1的混合溶剂)中，控制体系中有机溶剂A1的含量为40wt％，并进行球磨；
2)将上述步骤得到的混合物料进行干燥，控制温度为90℃，时间为24h；
3)向步骤2)的混合物料中加入5wt％有机溶剂A1，然后以1000r/min搅拌12h；搅拌结束后静置24h，而后使用压样机进行压样，压力为150MPa；
4)将步骤3)获得的压样品置于干燥箱中进行干燥，温度为90℃，时间为6h；
5)将干燥后的样品置于高温烧结炉中焙烧，由常温至1000℃的升温速率为8℃/min；之后由1000℃至1500℃的升温速率为5℃/min，并在1500℃下保持3h；从1500℃降至800℃的降温速率为3℃/min，之后自然降温至室温，获得第一焙烧产物1。
将获得的第一焙烧产物1用去离子水超声清洗(超声频率40kHz)，去除表面杂质，然后120℃烘干100min。将烘干后的物料置于50重量％的草酸中酸化60min。最后将酸化后的物料用去离子水清洗至中性。
将清洗后的物料于铝溶胶1中进行第一浸渍，二者的体积比为1:10，浸渍时间为10min，而后用压缩空气吹扫表面残留铝溶胶，吹扫结束后置于马弗炉中进行第二焙烧，条件为：空气气氛，升温速率5℃/min至400℃，然后在400℃下焙烧6h。获得复合材料1。
微波催化剂制备：
将硝酸钴与硝酸铈按照摩尔比1:2的比例溶于水中，制成浸渍液B1。其中，Co2+和Ce3+的浓度分别为0.5mol/L和1mol/L。
取246g复合材料1置于2000ml浸渍液B1中，进行第三浸渍。条件为：时间40min，温度25±5℃。
将第三浸渍产物在110℃下干燥90min，而后将其置于马弗炉中，进行第四焙烧，条件为：空气气氛，升温速率5℃/min至500℃，然后在500℃下焙烧5h。
将氯铂酸溶于去离子水中，配制成氯铂酸浓度为0.01mol/L的浸渍液A1。
将第四焙烧产物置于1000ml浸渍液A1中，进行第二浸渍。条件为：时间3h，温度40℃。
将第二浸渍产物在120℃烘箱中干燥80min。而后将其置于浓度为1重量％的硼氢化钠水溶液中还原3h。将还原产物120℃烘干120min后置于马弗炉中，进行第三焙烧，条件为：氮气气氛，升温速率5℃/min至500℃，然后在500℃下焙烧6h。获得微波催化剂1。
实施例2
铝溶胶制备：
A、将100g的异丙醇铝加入到单口瓶中，其中加入800ml的无水异丙醇中，40kHz超声1h使异丙醇铝充分溶解，然后将获得的异丙醇铝的异丙醇溶液加热至80℃；
B、按照稀硝酸和异丙醇的摩尔比为1.2:1的比例取稀硝酸(浓度为1mol/L)，并将其加入常压滴液漏斗中，以10滴/分钟的滴加速度将其加入步骤A获得的异丙醇铝的异丙醇溶液中，控制反应温度为80℃，滴加完毕后，反应2h，使异丙醇铝充分水解，得到铝溶胶2。
载体(复合材料)制备：
1)将滑石粉、Al2O3粉末、氮化铝和钨粉以质量比40：10：38：12进行混合并进行真空干燥，然后加入到一定的有机溶剂A1中，控制体系中有机溶剂A1的含量为40wt％，并进行球磨；
2)将上述步骤得到的混合物料进行干燥，控制温度为90℃，时间为24h；
3)向步骤2)的混合物料中加入5wt％有机溶剂A1，然后以1000r/min搅拌12h；搅拌结束后静置24h，而后使用压样机进行压样，压力为150MPa；
4)将步骤3)获得的压样品置于干燥箱中进行干燥，温度为90℃，时间为6h；
5)将干燥后的样品置于高温烧结炉中焙烧，由常温至1000℃的升温速率为8℃/min；之后由1000℃至1500℃的升温速率为5℃/min，并在1500℃下保持3h；从1500℃降至800℃的降温速率为3℃/min，之后自然降温至室温，获得第一焙烧产物2。
将获得的第一焙烧产物2用去离子水超声清洗(超声频率40kHz)，去除表面杂质，然后100℃烘干100min。将烘干后的物料置于30重量％的柠檬酸中酸化50min。最后将酸化后的物料用去离子水清洗至中性。
将清洗后的物料于铝溶胶2中进行第一浸渍，二者的体积比为1：10，浸渍时间为10min，而后用压缩空气吹扫表面残留铝溶胶，吹扫结束后置于马弗炉中进行第二焙烧，条件为：空气气氛，升温速率5℃/min至600℃，然后在600℃下焙烧3h。获得复合材料2。
微波催化剂制备：
将硝酸钴与硝酸铈按照摩尔比1:2的比例溶于水中，制成浸渍液B2。其中，Co2+和Ce3+的浓度分别为0.8mol/L和1.6mol/L。
取253g复合材料2置于1500ml浸渍液B2中，进行第三浸渍。条件为：时间30min，温度25±5℃。
将第三浸渍产物在90℃下干燥100min，而后将其置于马弗炉中，进行第四焙烧，条件为：空气气氛，升温速率5℃/min至550℃，然后在550℃下焙烧4h。
将氯铂酸溶于去离子水中，配制成氯铂酸浓度为0.01mol/L的浸渍液A2。
将第四焙烧产物置于1000ml浸渍液A2中，进行第二浸渍。条件为：时间3h，温度50℃。
将第二浸渍产物在120℃烘箱中干燥100min。而后将其置于浓度为1重量％的硼氢化钠水溶液中还原3h。将还原产物120℃干燥90min后置于马弗炉中，进行第三焙烧，条件为：氮气气氛，升温速率5℃/min至500℃，然后在500℃下焙烧5h。获得微波催化剂2。
实施例3
铝溶胶制备：采用实施例2中制备的铝溶胶2。
载体(复合材料)制备：
1)将滑石粉、Al2O3粉末、氮化铝和碳纳米管以质量比40：10：45：5进行混合并进行真空干燥，然后加入到一定的有机溶剂A1中，控制体系中有机溶剂A1的含量为40wt％，并进行球磨；
2)将上述步骤得到的混合物料进行干燥，控制温度为90℃，时间为24h；
3)向步骤2)的混合物料中加入5wt％有机溶剂A1，然后以1000r/min搅拌12h；搅拌结束后静置24h，而后使用压样机进行压样，压力为150MPa；
4)将上述样品置于干燥箱中进行干燥，温度为90℃，时间为6h；
5)将干燥后的样品置于高温烧结炉中焙烧，由常温至1000℃的升温速率为8℃/min；之后由1000℃至1500℃的升温速率为5℃/min，并在1500℃下保持3h；从1500℃降至800℃的降温速率为3℃/min，之后自然降温至室温，获得第一焙烧产物3。
将获得的第一焙烧产物3用去离子水超声清洗(超声频率40kHz)，去除表面杂质，然后90℃烘干120min。将烘干后的物料置于50重量％的草酸中酸化90min。最后将酸化后的物料用去离子水清洗至中性。
将清洗后的物料于铝溶胶2中进行第一浸渍，二者的体积比为1：10浸渍时间为10min，而后用压缩空气吹扫表面残留铝溶胶，吹扫结束后置于马弗炉中进行第二焙烧，条件为：空气气氛，升温速率5℃/min至500℃，然后在500℃下焙烧5h。获得复合材料3。
微波催化剂制备：
将硝酸钴与硝酸铈按照摩尔比1:2的比例溶于水中，制成浸渍液B3。其中，Co2+和Ce3+的浓度分别为0.4mol/L和0.8mol/L。
取236g复合材料3置于2000ml浸渍液B3中，进行第三浸渍。条件为：时间50min，温度25±5℃。
将第三浸渍产物在100℃下干燥120min，而后将其置于马弗炉中，进行第四焙烧，条件为：空气气氛，升温速率5℃/min至600℃，然后在600℃下焙烧3h。
将氯金酸溶于去离子水中，配制成氯金酸浓度为0.01mol/L的浸渍液B3。
将第四焙烧产物置于1000ml浸渍液B3中，进行第二浸渍。条件为：时间3h，温度50℃。
将第二浸渍产物在120℃烘箱中干燥120min。而后将其置于浓度为10重量％的水合肼溶液中还原2h。将还原产物120℃干燥90min后置于马弗炉中，进行第三焙烧，条件为：氮气气氛，升温速率5℃/min至450℃，然后在450℃下焙烧6h。获得微波催化剂3。
实施例4
铝溶胶制备：采用实施例2中制备的铝溶胶2。
载体(复合材料)制备：
1)将滑石粉、Al2O3粉末、氮化铝和二氧化钛以质量比40：10：42：8进行混合并进行真空干燥，然后加入到一定的有机溶剂A1中，控制体系中有机溶剂A1的含量为40wt％，并进行球磨；
2)将上述步骤得到的混合物料进行干燥，控制温度为90℃，时间为24h；
3)向步骤2)的混合物料中加入5wt％有机溶剂A1，然后以1000r/min搅拌12h；搅拌结束后静置24h，而后使用压样机进行压样，压力为150MPa；
4)将上述样品置于干燥箱中进行干燥，温度为90℃，时间为6h；
5)将干燥后的样品置于高温烧结炉中焙烧，由常温至1000℃的升温速率为8℃/min；之后由1000℃至1500℃的升温速率为5℃/min，并在1500℃下保持3h；从1500℃降至800℃的降温速率为3℃/min，之后自然降温至室温，获得第一焙烧产物4。
将获得的第一焙烧产物4用去离子水超声清洗(超声频率40kHz)，去除表面杂质，然后100℃烘干120min。将烘干后的物料置于50重量％的草酸中酸化40min。最后将酸化后的物料用去离子水清洗至中性。
将清洗后的物料于铝溶胶2中进行第一浸渍，二者的体积比为1：10浸渍时间为10min，而后用压缩空气吹扫表面残留铝溶胶，吹扫结束后置于马弗炉中进行第二焙烧，条件为：空气气氛，升温速率5℃/min至400℃，然后在400℃下焙烧6h。获得复合材料4。
微波催化剂制备：
将硝酸锰与硝酸铈按照摩尔比0.8:2的比例溶于水中，制成浸渍液B4。其中，Mn2+和Ce3+的浓度分别为0.4mol/L和1mole/L。
取246g复合材料4置于2000ml浸渍液B4中，进行第三浸渍。条件为：时间50min，温度25±5℃。
将第三浸渍产物在80℃下干燥100min，而后将其置于马弗炉中，进行第四焙烧，条件为：空气气氛，升温速率5℃/min至500℃，然后在500℃下焙烧5h。
将氯铂酸溶于去离子水中，配制成氯铂酸浓度为0.01mol/L的浸渍液A4。
将第四焙烧产物置于1000ml浸渍液A4中，进行第二浸渍。条件为：时间3h，温度60℃。
将第二浸渍产物在120℃烘箱中干燥90min。而后将其置于浓度为1重量％的硼氢化钠水溶液中还原3h。将还原产物120℃干燥120min后置于马弗炉中，进行第三焙烧，条件为：氮气气氛，升温速率5℃/min至550℃，然后在550℃下焙烧4h。获得微波催化剂4。
实施例5
按照实施例1中的方法，不同之处在于，将浸渍液A1中的硝酸铈替换为等量的硝酸钴。获得微波催化剂5。
实施例6
按照实施例1中的方法，不同之处在于，不进行第三浸渍(即不负载助剂)，直接将复合材料1依次进行第二浸渍、还原和第三焙烧。获得微波催化剂6。
实施例7
按照实施例1中的方法，不同之处在于，不进行第一浸渍，直接进行第三浸渍(即复合材料1不负载氧化铝)。获得微波催化剂7。
对比例1
采用实施例2中的方法，不同之处在于，将其中的载体(复合材料2)替换为不添加微波吸收组分的氮化铝蜂窝材料(制备方法如下)。获得微波催化剂8。
载体(氮化铝蜂窝材料)制备：
1)将滑石粉、Al2O3粉末和氮化铝以质量比40：10：50进行混合并进行真空干燥，然后加入到一定的有机溶剂A1中，控制溶剂含量为40wt％，并进行球磨；
2)将上述步骤得到的混合物料进行干燥，控制温度为90℃，时间为24h；
3)向步骤2)的混合物料中加入5wt％上述混合溶剂，然后以1000r/min搅拌，搅拌12h；静止24h后，使用压样机进行压样，压力为150MPa；
4)将上述样品置于干燥箱中进行干燥，温度为90℃，时间为6h；
5)将干燥后的样品置于高温烧结炉中焙烧，由常温至1000℃的升温速率为8℃/min；之后由1000℃至1500℃的升温速率为5℃/min，并在该温度下保持3h；从1500℃降至800℃的降温速率为3℃/min，之后自然降温至室温，获得氮化铝蜂窝材料。
对比例2
采用实施例2中的方法，不同之处在于，将其中的复合材料2替换为堇青石蜂窝材料(于德州新景环境定制，CPSI值为400)。获得催化剂9。
测试例1
采用阿基米德法测量上述实施例和对比例中获得的第一焙烧产物的密度。采用电子螺旋测微器(禾木仪器公司5202型)检测上述实施例和对比例中获得的第一焙烧产物的孔壁厚。采用BET比表面积检测法(利用日本麦奇克拜尔公司BELSORP-max型号BET比表面积检测仪进行检测)测定上述实施例和对比例中获得的第一焙烧产物的比表面积。采用激光粒度分析仪(奥地利安东帕公司PSA1190型)检测上述实施例和对比例中获得的第一焙烧产物中微波吸收组分和氮化铝的粒径。采用重量分析法检测上述实施例和对比例中获得的复合材料上氧化铝的负载量(以复合材料总重量为基准)。结果详见表1。其中，氧化铝总含量即复合材料中总氧化铝的含量，包括辅料中的氧化铝和负载在材料表面的氧化铝。
表1复合材料和载体特征
测试例2
采用X射线光电子能谱分析仪(ThermoFisher公司ESCALAB 250X型号)检测上述实施例和对比例中获得的催化剂中活性组分和助剂的含量；通过BET比表面积分析仪(日本麦奇克拜尔公司BELSORP-max型号)测定上述实施例和对比例中获得的催化剂的比表面积、孔容；透射电子显微镜测定催化剂表面活性组分和助剂的平均粒径(助剂的粒径以过渡金属氧化物的粒径计)。结果详见表2。
表2微波催化剂特征
测试例3
将以上实施例和对比例中获得的催化剂分别置于微波反应器中，微波电源功率为6kW，产生频率为2450MHz的微波，将微波馈入至微波反应器内。将VOCs模拟气(组成为1000mg/m3丁烷、1000mg/m3戊烷、1000mg/m3己烷)通入反应器中，气体入口温度为25±3℃，体积空速为50m3/h，催化剂用量为1L，采用气相色谱监测出口气体浓度，检测器采用氢火焰检测器。结果详见表3。
其中，250℃时处理效率的计算公式为：η＝(Cin-Cout)/Cin×100％，
式中，η表示VOCs的去除率，单位为％；
Cin表示反应器入口的混合气体的浓度，单位为mg/m3；
Cout表示反应器出口的混合气体的浓度，单位为mg/m3。
表3催化剂测试结果
*T90表示VOCs去除率为90％时催化剂表面的温度。
从表3中的数据可以看出，本发明所制备的催化剂与现有催化剂相比，增加了在催化剂上微波能转化为热能的转化率，使催化剂具有较高的升温速率。另外，相比于传统催化剂，VOCs去除的转化温度更低，因此本发明所制备的催化剂具有较高应用价值。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (40)
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括氮化铝和微波吸收组分材料；
其中，所述复合材料中，所述氮化铝的粒径为300-500nm，以所述复合材料的总重量为基准，所述氮化铝的含量为30-40重量%；
所述微波吸收组分的粒径为10-100nm，以所述复合材料的总重量为基准，所述微波吸收组分的含量为5-20重量%；
所述微波吸收组分和所述氮化铝的重量比为1：2-9；
所述复合材料还包括辅料；
所述复合材料还包括负载在所述复合材料表面的Al2O3；
以所述复合材料的总重量为基准，所述复合材料中Al2O3的总含量不少于15重量%。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述辅料选自结构成型助剂；
和/或，以所述复合材料的总重量为基准，所述辅料的含量为40-60重量%。
3.根据权利要求2所述的复合材料，其中，所述辅料为滑石粉、Al2O3粉、高岭土、菱镁矿和绿泥石中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的复合材料，其中，以所述复合材料的总重量为基准，所述滑石粉的含量为25-35重量%。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其中，以所述复合材料的总重量为基准，所述复合材料中Al2O3的总含量为15-25重量%。
6.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述复合材料为蜂窝结构材料，所述复合材料的比表面积为0.5-2m2/g，孔壁厚0.16-0.2mm，CPSI值为300-500；
和/或，所述复合材料中，所述氮化铝的粒径为350-450nm；
和/或，所述复合材料中，所述微波吸收组分的粒径为20-60nm。
7.根据权利要求6所述的复合材料，其中，所述复合材料的CPSI值为350-450。
8.根据权利要求1所述的复合材料，其中，所述微波吸收组分选自碳化硅、金属钨、二氧化钛、碳纳米管、钛酸钡和二硫化钨中的至少一种。
9.一种制备权利要求1-8中任意一项所述的复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）将氮化铝、微波吸收组分和任选的辅料的混合物与有机溶剂A混合后进行粉碎，获得粉碎产物，其中，所述混合物中所述微波吸收组分和所述氮化铝的重量比为1：2-9；
（2）将所述粉碎产物依次进行第一干燥和压样，获得压样品；
（3）将所述压样品进行第二干燥后进行第一焙烧，获得第一焙烧产物；
所述方法还包括在第一焙烧产物上负载氧化铝的步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，步骤（1）中，所述有机溶剂A的用量使得混合后体系中有机溶剂A的含量为30-50重量%；
和/或，步骤（1）中，所述有机溶剂A选自丙酮、乙醇、丙醇、异丙醇和正丁醇中的至少一种；
和/或，步骤（1）中，所述粉碎的条件使得所述粉碎产物的粒径达到20-100μm。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，步骤（1）中，所述辅料、氮化铝和微波吸收组分的重量比为1：0.5-1.2：0.1-0.5；
和/或，步骤（1）中，所述有机溶剂A选自丙酮和乙醇的体积比为1:0.5-1.5的混合溶剂；
和/或，步骤（1）中，所述粉碎的方式选自球磨和/或气流粉碎。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，步骤（1）中，所述辅料、氮化铝和微波吸收组分的重量比为1：0.7-0.9：0.1-0.3。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，步骤（2）中，所述第一干燥的条件使得干燥后物料中溶剂的含量在0.01重量%以下；
和/或，步骤（2）中，所述压样品采用具有相应CPSI值的模具压制而成，所述模具的CPSI值为300-500。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述模具的CPSI值为350-450。
15.根据权利要求9或13所述的方法，其中，步骤（2）中，所述第一干燥的方式选自：鼓风循环干燥和/或真空干燥；
和/或，步骤（2）中，所述第一干燥的条件包括：温度70-100℃，时间15-30h，真空度90-150 Pa；
和/或，步骤（2）中，所述压样的条件包括：压力100-200MPa，温度20-30℃。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，步骤（3）中，所述第二干燥的条件使得干燥后的压样品中溶剂含量在0.01重量%以下；
和/或，步骤（3）中，所述第一焙烧的条件包括：温度1200-1800℃，时间10-18h。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，步骤（3）中，所述第二干燥的条件包括：温度50-150℃，时间5-15h，真空度90-150 Pa，干燥后自然降温至室温；
和/或，步骤（3）中，所述第一焙烧采用分步升温的方式将温度提升至焙烧温度；
和/或，步骤（3）中，所述第一焙烧后的压样品经过分步降温后获得所述第一焙烧产物。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，步骤（3）中，所述分步升温的方法包括：将干燥后的压样品从室温以5-10℃/min的升温速率升至800-1000℃，然后以3-8℃/min的升温速率升至1200-1800℃，并在该温度下保持1-10小时对所述压样品进行焙烧；
和/或，步骤（3）中，所述分步降温的方法包括：将焙烧后的压样品以1-5℃/min的降温速率从焙烧温度降至800-1000℃，而后自然降温至20-30℃。
19.根据权利要求9所述的方法，其中，相对于100g的第一焙烧产物，所述氧化铝的负载量为10-20g；
和/或，负载氧化铝的方式为：将步骤（3）获得的所述第一焙烧产物置于铝溶胶中进行第一浸渍，而后将第一浸渍产物依次进行第三干燥和第二焙烧。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，第一浸渍采用等体积浸渍和/或过量浸渍的方式；
和/或，所述第三干燥的方式选自真空干燥和/或恒温循环干燥；
和/或，所述第二焙烧的条件包括：空气气氛下，温度400-600℃，时间3-7h。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，第一浸渍采用过量浸渍的方式；
和/或，第一浸渍中，所述第一焙烧产物与所述铝溶胶的体积比为1：10-20；
和/或，所述第一浸渍的条件包括：温度20-30℃，时间0.1-1h；
和/或，所述第三干燥的条件包括：温度80-120℃，时间1-5h。
22.一种微波催化剂，其特征在于，所述微波催化剂包含载体和负载于载体上的活性组分以及任选的助剂，其中，所述载体包括权利要求1-8中任意一项所述的复合材料，所述活性组分为贵金属。
23.根据权利要求22所述的催化剂，其中，所述活性组分选自金、铂、钯和银中的至少一种；
和/或，所述助剂选自过渡金属。
24.根据权利要求23所述的催化剂，其中，所述助剂选自钴、铈、锰、铁和镧中的至少一种。
25.根据权利要求22所述的催化剂，其中，所述助剂在所述催化剂中以氧化物形式存在；
和/或，以所述催化剂的总重量计，所述活性组分的含量为0.5-1重量%；
和/或，以所述催化剂的总重量计，所述助剂的含量为2-4.5重量%。
26.根据权利要求22或23所述的催化剂，其中，所述催化剂150℃时介电常数在15以上，150℃时损耗正切在0.1以上，导热系数在70W/m·K以上，在微波电源功率6kW，入射微波频率为2450MHz时的升温速率在25℃/min以上；
和/或，所述催化剂的比表面积为10-30m2/g，孔容为0.1-0.3cm3/g，所述催化剂表面活性组分的平均粒径为1-10nm，助剂的平均粒径10-20nm。
27.根据权利要求26所述的催化剂，其中，所述催化剂150℃时介电常数为15-30，150℃时损耗正切为0.1-0.6，导热系数为70-140W/m·K，升温速率为25-50℃/min；
和/或，所述催化剂的比表面积为20-25m2/g，孔容为0.17-0.2cm3/g，所述催化剂表面活性组分的平均粒径为3-6 nm，助剂的平均粒径为10-15nm。
28.一种制备微波催化剂的方法，其特征在于，所述方法包括：将活性组分负载于载体上，其中，所述载体包括权利要求1-8中任意一项所述的复合材料。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述负载的方式选自浸渍法、沉积沉淀法和离子交换法中的至少一种。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述负载的方式为浸渍法。
31.根据权利要求29或30所述的方法，其中，所述负载的方法包括将载体浸渍于含活性组分的浸渍液A中，进行第二浸渍，对第二浸渍产物进行第四干燥和第三焙烧。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述浸渍液A为含贵金属离子的水溶液；
和/或，所述第二浸渍采用等体积浸渍和/或过量浸渍的方式进行；
和/或，所述第四干燥的方式为恒温循环干燥；
和/或，所述第三焙烧的条件包括：惰性气氛，温度400-600℃，时间3-7h。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述浸渍液A为氯铂酸和/或氯金酸的水溶液；
和/或，所述第二浸渍采用过量浸渍的方式进行；
和/或，所述第二浸渍的条件包括：温度20-30℃，时间120-240min；
和/或，所述第四干燥的条件包括：温度100-150℃，时间100-180min；
和/或，所述第三焙烧中的惰性气氛由氮气和/或稀有气体提供。
34.根据权利要求28所述的方法，其中，所述方法还进一步地包括将任选的助剂负载于所述载体上的步骤，所述助剂选自过渡金属，所述负载的方式选自浸渍法、沉积沉淀法和离子交换法中的至少一种。
35.根据权利要求34所述的方法，其中，所述助剂选自钴、铈、锰、铁和镧中的至少一种；
和/或，所述负载的方式为浸渍法。
36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述浸渍的方法包括：将载体浸渍于浸渍液B中，进行第三浸渍，而后对第三浸渍产物进行第五干燥和第四焙烧。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述浸渍液B为含过渡金属离子的水溶性盐溶液；
和/或，所述第三浸渍采用等体积浸渍和/或过量浸渍的方式进行；
和/或，所述第五干燥的条件包括：温度80-120℃，时间60-120min；
和/或，所述第四焙烧的条件包括：空气气氛，温度400-600℃，时间3-7h。
38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述浸渍液B为过渡金属的硝酸盐水溶液；
和/或，所述第三浸渍采用过量浸渍的方式进行；
和/或，所述第三浸渍的条件包括：温度20-30℃，时间120-240min。
39.根据权利要求28-38中任意一项所述的方法制备获得的微波催化剂。
40.权利要求1-8中任意一项所述的复合材料和权利要求22-27和39中任意一项所述的微波催化剂在降解挥发性有机物中的应用。
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