CN115608411B - 一种催化剂、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种催化剂、制备方法及其应用，所述催化剂包括：催化剂载体；以及，负载于所述催化剂载体的催化复合物，所述催化复合物包括第一复合物、第二复合物和伽马氧化铝，其中，所述第一复合物包括四氧化三锰、氧化铜以及氧化铁，所述第二复合物包括氧化亚铜、氧化亚铁和氧化锰。本发明中，通过在催化剂中引入氧化亚铜/氧化铜、氧化铁/氧化亚铁、氧化锰/一氧化锰，提高了催化活性，其形成的氧化还原电子对能够进一步加快反应，提高氧化效率；与此同时，伽马氧化铝作为负载第一复合物和第二复合物使用时，能加大气体的反应面积。
Description
技术领域
本发明属于催化剂领域，具体涉及一种催化剂、制备方法及其应用。
背景技术
挥发性有机物(VOCs)是PM2.5和臭氧的前驱体，其易扩散、毒性强，对大气环境构成很大的威胁，大多数VOCs具有令人不适的特殊气味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用等。目前针对苯系物、烷烃、烯烃等vocs的处理材料、设备及技术占大多数，但是针对于餐饮、涂料、印刷等行业产生的醇及醇醚，例如乙醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、二乙二醇乙醚等处理技术存在一定处理难、分解率低等问题，因此研究出一种新型醇醚VOCs的高效净化处理技术具有重要意义。
目前，VOCs处理的方法有：冷凝法、活性炭吸附法、吸收法、热氧化、催化燃烧法、等离子体技术、生物降解法及光催化降解法。对醇醚类VOCs的处理主要是uv+活性炭组合工艺、催化氧化法。活性炭吸附容易吸附饱和，需要经常更换。UV光解需要在光氧化催化剂的作用下通过紫外灯的强氧化性来降解VOCs，由于VOCs的降解速率较慢，需要较长的停留时间才能完成有机物的完全矿化。常见的UV光氧化设备的停留时间很难保证有机物的矿化效率，加上油烟细颗粒物容易污染UV灯管，导致光氧化设备失效。
催化氧化法因具有低温催化、高去除率以及副产物具有选择性控制、有毒产物少等特点被广泛应用于VOCs的处理。但由于催化剂的低温活性不高，使得VOCs的降解率与矿化率较低。因此，根据VOCs的催化氧化机理和吸附动力学模型本质，去研发一款适用于催化氧化醇醚类vocs的新型催化剂是促进催化氧化高效降解VOCs技术的关键点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种催化剂、制备方法及其应用，旨在提供可以对醇醚类vocs有高降解率的新型催化剂。
为达到上述目的，本发明提供一种催化剂，所述催化剂包括：
催化剂载体；以及，
负载于所述催化剂载体的催化复合物，所述催化复合物包括第一复合物、第二复合物和伽马氧化铝，其中，所述第一复合物包括氧化锰、氧化铜以及氧化铁，所述第二复合物包括氧化亚铜、氧化亚铁和一氧化锰。
可选地，所述催化剂复合物还包括第一助剂和/或第二助剂，所述第一助剂包括硅基介孔材料、硅铝分子筛中的至少一种，所述第二助剂包括聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚酯中的至少一种。
可选地，所述催化剂载体的材料包括堇青石，所述催化剂载体的具有蜂窝结构；和/或，
所述催化复合物具有多个孔洞；和/或，
在所述第一复合物中，锰元素、铜元素和铁元素的摩尔比为(4～6)：(1～3)：(6～8)；和/或，
在所述第二复合物中，铜元素、铁元素和锰元素的摩尔比为(1～2)：(2～5)：(5～10)；和/或，
所述第二复合物还包括氧化钴。
此外，本发明提供一种制备上述催化剂的方法，包括以下步骤：
步骤S1:将第一复合物、伽马氧化铝和第二复合物原料加入去离子水，在保护性气体氛围下混合，得到催化复合物浆料，其中，所述第二复合物原料包括醋酸亚铁、醋酸亚铜以及一氧化锰，所述第一复合物包括氧化锰、氧化铜以及氧化铁；
步骤S2:将所述催化复合物浆料在所述保护性气体氛围下涂覆于所述催化剂载体，并在所述保护性气体氛围下进行烧焙，即得。
可选地，所述第一复合物的制备方法包括以下步骤：
步骤A1：将第一金属复合原料与柠檬酸溶液混合，进行络合反应，得到第一复合前驱物，所述第一金属复合原料包括醋酸锰、氧化铜以及醋酸铁；
步骤A2：将所述第一复合前驱物在有氧条件下煅烧，得到第一复合物。
可选地，在所述第一金属复合原料中，锰元素、铜元素和铁元素的摩尔比为(4～6)：(1～3)：(6～8)；和/或，
在所述柠檬酸溶液中，含有2mol/L的柠檬酸，且每克的所述第一金属复合原料与4～6mL的柠檬酸溶液混合。
可选地，所述步骤A1中，所述进行络合反应包括在75℃～85℃条件下反应，且在反应过程中进行蒸发，直至获得固体产物，即为第一复合前驱物；和/或，
所述步骤A2中，所述煅烧的温度为400℃～500℃，所述煅烧的时间为1.5h～2.5h。
可选地，在所述第二复合物原料中，铜元素、铁元素和锰元素的摩尔比为为(1～2)：(2～5)：(5～10)；和/或，
所述第二复合物原料还包括氧化钴；和/或，
所述将所述第一复合物、伽马氧化铝和第二复合物原料加入去离子水，在保护性气体氛围下混合的过程中，还同时加入制备组分和/或助剂组分，其中，所述制备组分包括扩孔剂，消泡剂以及粘结剂，所述助剂组分包括第一助剂和/或第二助剂，所述第一助剂包括硅基介孔材料、硅铝分子筛中的至少一种，所述第二助剂包括聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚酯中的至少一种；和/或，
所述步骤S2中，所述烧焙包括：
升温至120～180℃，保温60min～90min；
升温至250～350℃，保温40min～90min；
升温至450～550℃，保温100min～150min；和/或，
所述第一复合物和所述第二复合物原料的质量比为1：(1～1.2)；和/或，
每1cm3的所述催化剂载体负载有160g～200g的所述催化复合物浆料。
可选地，所述扩孔剂包括聚乙二醇，且在所述催化复合物浆料中，所述扩孔剂的质量比为2.5％～3.5％；和/或，
所述消泡剂包括高分子改性醇，且在所述催化复合物浆料中，所述消泡剂的质量比为0.5％～1.5％；和/或，
所述粘结剂包括聚乙二醇、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和淀粉中的至少一种，且在所述催化剂复合物浆料中，所述粘结剂的质量比为1％～1.5％。
此外，本发明提供一种分解含有醇醚的废气的方法，包括以下步骤:将含有醇醚的废气与上述催化剂接触，同时通入臭氧进行催化氧化。
本发明中，通过在催化剂中引入氧化亚铜/氧化铜、氧化铁/氧化亚铁、氧化锰/一氧化锰，提高了催化活性，其形成的氧化还原电子对能够进一步加快反应，提高氧化效率；与此同时，伽马氧化铝作为负载第一复合物和第二复合物使用时，能加大气体的反应面积。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明催化剂一实施例的制备流程。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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的一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。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。
鉴于现有催化剂在对醇醚类vocs的催化氧化效率交底，导致其降解率低的技术缺陷，本发明本发明提供一种催化剂，所述催化剂包括：
催化剂载体；以及，
负载于所述催化剂载体的催化复合物，所述催化复合物包括第一复合物、第二复合物和伽马氧化铝，其中，所述第一复合物包括氧化锰、氧化铜以及氧化铁，所述第二复合物包括氧化亚铜、氧化亚铁和一氧化锰。
本发明中，通过在催化剂中引入氧化亚铜/氧化铜、氧化铁/氧化亚铁、氧化锰/一氧化锰，提高了催化活性，其形成的氧化还原电子对能够进一步加快反应，提高氧化效率；与此同时，伽马氧化铝作为负载第一复合物和第二复合物使用时，能加大气体的反应面积。
在一些实施例中，所述催化剂复合物还包括第一助剂，所述第一助剂包括硅基介孔材料、硅铝分子筛中的至少一种。通过加入第一助剂，使得催化剂具有丰富的微观表面结构，从而使得催化剂具有丰富活性点位。
在一些实施例中，所述催化剂复合物还包括第二助剂，所述第二助剂包括聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚酯中的至少一种。通过加入第一助剂，使制得的催化剂具有抗湿性，可在高湿环境下，不影响其催化效率。
在一些实施例中，所述催化剂载体的材料包括堇青石，所述催化剂载体的具有蜂窝结构。所述蜂窝堇青石载体具有比表面积大、风阻低、过风面积大、净化效率高等特征，以此可以提高降解效率。
在一些实施例中，所述催化复合物具有多个孔洞；使所述催化复合物形成孔洞，可以提高气体的接触面积，进而提高催化氧化效率。
在一些实施例中，在所述第一复合物中，锰元素、铜元素和铁元素的摩尔比为(4～6)：(1～3)：(6～8)。通过上述比例的复配，其催化效率进一步提高。
在一些实施例中，在所述第二复合物中，铜元素、铁元素和锰元素的摩尔比为(1～2)：(2～5)：(5～10)。
在一些实施例中，所述第二复合物还包括氧化钴。通过加入氧化钴，使其与氧化锰配合，可以在催化过程中，其晶格氧原子在催化氧化反应中被消耗后形成大量氧空位，气相O2经补充反应消耗的晶格氧，提高催化氧化效率，此外，水分子解离形成的羟基自由基(-OH)也是催化氧化反应中的关键活性物种。在高湿度下，使水汽更容易从活性点位上脱离，保证了本催化剂在高湿度下仍具有可观的分解效率。
在一些实施例中，每1cm3的所述催化剂载体负载有160g～200g的所述催化复合物。在该范围进行负载时，可以进一步提升催化效率。
此外，本发明提供一种制备上述催化剂的方法，包括以下步骤：
步骤S1:将第一复合物、伽马氧化铝和第二复合物原料加入去离子水，在保护性气体氛围下混合，得到催化复合物浆料，其中，所述第二复合物原料包括醋酸亚铁、醋酸亚铜以及一氧化锰，所述第一复合物包括氧化锰、氧化铜以及氧化铁；
步骤S2:将所述催化复合物浆料在所述保护性气体氛围下涂覆于所述催化剂载体，并在所述保护性气体氛围下进行烧焙，即得。
通过上述方法，可以制备出氧化亚铜/氧化铜、氧化铁/氧化亚铁、氧化锰/一氧化锰的催化剂，避免氧化亚铜，氧化亚铁的氧化。
在一些实施例中，所述第一复合物的制备方法包括以下步骤：
步骤A1：将第一金属复合原料与柠檬酸溶液混合，进行络合反应，得到第一复合前驱物，所述第一金属复合原料包括醋酸锰、氧化铜以及醋酸铁；
步骤A2：将所述第一复合前驱物在有氧条件下煅烧，得到第一复合物。
在本发明中，通过柠檬酸络合法制备第一金属复合物，过程简便，无需配合沉淀剂，就可以形成多种氧化复合物。
对应地，本发明通过控制所述第一金属复合原料中的锰元素、铜元素和铁元素的摩尔比，以此控制复合物的金属摩尔比，例如，在一些实施例中，所述第一金属复合原料中的锰元素、铜元素和铁元素的摩尔比为(4～6)：(1～3)：(6～8)。
需要说明的是，柠檬酸溶液的浓度和使用量可以根据实际情况进行调节，在所述柠檬酸溶液中，含有2mol/L的柠檬酸，且每克的所述第一金属复合原料与4～6mL的柠檬酸溶液混合。
在一些实施例中，所述步骤A1中，所述进行络合反应包括在75℃～85℃条件下反应，且在反应过程中进行蒸发，直至获得固体产物，即为第一复合前驱物。通过简单的操作，就能获得较高产率的络合产率，且在本发明中，其在75℃～85℃条件下反应，可以进一步第一复合前驱物的产率。
在一些实施例中，所述步骤A2中，所述煅烧的温度为400℃～500℃，所述煅烧的时间为1.5h～2.5h。在此温度下，可以去除杂质，使其形成氧化物体系。
对应地，本发明通过控制在所述第二复合物原料中，铜元素、铁元素和锰元素的摩尔比为(1～2)：(2～5)：(5～10)以此控制复合物的金属摩尔比。同时，对应地，在所述第二复合物原料中加入氧化钴。以此，可以进一步提高其催化效率。
在一些实施例中，所述第一复合物和所述第二复合物原料的质量比为1：(1～1.2)；在上述比例下，形成的复合物的其催化效率更佳。
在一些实施例中，在所述催化复合物浆料中，第一复合物的浆料的质量百分比为10％～15％，
在一些实施例中，在所述步骤S1的过程中，还加入制备组分，所述制备组分包括扩孔剂，消泡剂以及粘结剂。
加入扩孔剂可以形成孔洞，提高后续处理气体的接触面积，加入消泡剂在泡沫薄层形成阶段或之后起作用，分散均匀的消泡剂渗透进入泡沫弹性膜并且在膜中分布，并通过表面张力的降低导致薄层破裂。目的在于，压制生产过程中产生的泡沫，提高生产效率以及提高产品性能。
加入粘结剂可以使材料形成一个整体，避免材料的脱落。
需要说明的是，在本发明中，所述扩孔剂的可根据需要进行选择，在一些实施例中包括聚乙二醇，且在所述催化复合物浆料中，所述扩孔剂的质量比为2.5％～3.5％。
需要说明的是，在本发明中，所述消泡剂的可根据需要进行选择，在一些实施例中，所述消泡剂包括高分子改性醇，例如聚乙烯醇、聚醚多元醇以及一些芳香族高分子醇，且在所述催化复合物浆料中，所述消泡剂的质量比为0.5％～1.5％。
需要说明的是，在本发明中，所述粘结剂的可根据需要进行选择，在一些实施例中，所述粘结剂包括聚乙二醇、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、淀粉，且在所述催化剂复合物浆料中，所述粘结剂的质量比为0.5％～1％。
在一些实施例中，在进行所述步骤S1的过程中，还同时加入助剂组分，其中，所述助剂组分包括第一助剂，所述第一助剂包括硅基介孔材料、硅铝分子筛中的至少一种，以此，引入用以增加活性位点的第一助剂组分。
在一些实施例中，在催化复合物浆料中，所述第一助剂的质量比为2％～15％，通过加入上述含量的所述第一助剂，可以进一步提高催化效果。
在一些实施例中，所述助剂组分还包括第二助剂，所述第二助剂包括聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚酯中的至少一种，以此，引入疏水的第二助剂组分。
在一些实施例中，在催化复合物浆料中，所述第二助剂的质量比为0.5％～1.5％，通过加入上述含量的所述第二助剂，可以进一步提高催化效果。
在一些实施例中，所述催化复合物浆料中，所述伽马氧化铝的质量比为25％～35％，加入上述质量比的伽马氧化铝可以进一步提高催化效果。
在一些实施例中，所述第二复合物原料还包括氧化钴，铜元素、铁元素、锰元素和钴元素的摩尔比为(1～2)：(2～5)：(5～10)：(0.2～0.8)。
在一些实施例中，所述催化复合物浆料的粒度为5～5.5μm；控制粒径在进一步提高催化剂的比表面积。进一步，将原料混合后，通过球磨实现粒度的控制。
在一些实施例中，所述催化复合物浆料的粘度为8000～12000mPa.s；通过控制粘度，可以使其成功涂覆于催化剂载体上。
在一些实施例中，所述步骤S2中，所述烧焙包括：
升温至120～180℃，保温60min～90min；
升温至250～350℃，保温40min～90min；
升温至450～550℃，保温100min～150min。
通过分阶段烧焙，使载体具备一定强度，并可以进一步提升催化效果。
此外，本发明还提供一种分解含有醇醚的废气的方法，包括以下步骤:将含有醇醚的废气与上述催化剂接触，同时通入臭氧进行催化氧化。通过实验可知，本发明通过上述催化剂的催化氧化，对于醇醚有很好的分解效果。进一步，通过废气与所述催化剂进行接触催化氧化，实现反应。
以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种固体氧化复合物的制备方法，其操作如下：
1)将20g第一金属复合原料与100ml 2mol/L柠檬酸溶液混合，在80℃条件下反应，且在反应过程中进行蒸发，直至获得固体产物，即为第一复合前驱物，第一金属复合原料包括醋酸锰、氧化铜以及醋酸铁，在第一金属复合原料中，锰元素、铜元素和铁元素的摩尔比为4：1：6；
2)将第一复合前驱物在450℃有氧条件下煅烧2h，即得。
实施例2
本实施例提供一种固体氧化复合物的制备方法，其操作如下：
1)将20g第一金属复合原料与80ml 2mol/L柠檬酸溶液混合，在85℃条件下反应，且在反应过程中进行蒸发，直至获得固体产物，即为第一复合前驱物，第一金属复合原料包括醋酸锰、氧化铜以及醋酸铁，在第一金属复合原料中，锰元素、铜元素和铁元素的摩尔比为5：2：7；
2)将第一复合前驱物在400℃有氧条件下煅烧2.5h，即得。
实施例3
本实施例提供一种固体氧化复合物的制备方法，其操作如下：
1)将20g第一金属复合原料与120ml 2mol/L柠檬酸溶液混合，在75℃条件下反应，且在反应过程中进行蒸发，直至获得固体产物，即为第一复合前驱物，第一金属复合原料包括醋酸锰、氧化铜以及醋酸铁，在第一金属复合原料中，锰元素、铜元素和铁元素的摩尔比为4：3：8；
2)将第一复合前驱物在500℃有氧条件下煅烧1.5h，即得。
实施例4
本实施例提供一种固体氧化复合物的制备方法，其操作如下：
1)将20g第一金属复合原料与120ml 2mol/L柠檬酸溶液混合，在75℃条件下反应，且在反应过程中进行蒸发，直至获得固体产物，即为第一复合前驱物，第一金属复合原料包括醋酸锰、氧化铜以及醋酸铁，在第一金属复合原料中，锰元素、铜元素和铁元素的摩尔比为6：1：6；
2)将第一复合前驱物在450℃有氧条件下煅烧2h，即得。
实施例5
本实施例提供一种催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
1)将10wt％实施例1制备的固体氧化物、30wt％伽马氧化铝、10wt％的第二复合物原料，3wt％的PEG400(扩孔剂)、2wt％的SM-5分子筛(硅铝分子筛)、5wt％的MCM-41分子筛(硅基介孔材料)、1w％聚碳酸酯(L-1250ZH，助剂)、1.5wt％聚乙烯醇-1799(高分子改性醇)、1wt％的羧甲基纤维素钠(工业级500-600粘度，粘结剂)、去离子水(余量)，在氮气气氛中混合后，形成浆料，第二复合物原料包括醋酸亚铁、醋酸亚铜、一氧化锰以及氧化钴，铜元素、铁元素、锰元素和钴元素的摩尔比为1:2:5：0.5；
2)将浆料负载于带有蜂窝结构的堇青石，每1cm3的堇青石负载有160g的催化复合物浆料，在氮气氛围中，0.5h内升温至150℃，保温80min；0.5h内升温至300℃，保温60min；0.5h内升温至500℃，保温120min，即得。
实施例6
本实施例提供一种催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
1)将15wt％实施例2制备的固体氧化物、25wt％伽马氧化铝、15wt％的第二复合物原料，2.5wt％的PEG400(扩孔剂)、1wt％的SM-5分子筛(硅铝分子筛)、10wt％的MCM-41分子筛(硅基介孔材料)、0.5wt％聚碳酸酯(L-1250ZH，助剂)、1.5wt％聚乙烯醇-1799(高分子改性醇)、1wt％的羧甲基纤维素钠(工业级500-600粘度，粘结剂)、去离子水(余量)在氮气气氛中混合后，形成浆料，第二复合物原料包括醋酸亚铁、醋酸亚铜、一氧化锰以及氧化钴，铜元素、铁元素、锰元素和钴元素的摩尔比为2:5：5：0.2的，；
2)将浆料负载于带有蜂窝结构的堇青石，每1cm3的堇青石负载有200g的催化复合物浆料，在氮气氛围中，0.5h内升温至120℃，保温90min；0.5h内升温至250℃，保温90min；0.5h内升温至550℃，保温100min，即得。
实施例7
本实施例提供一种催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
1)将10wt％实施例3制备的固体氧化物、35wt％伽马氧化铝、12wt％的第二复合物原料，3.5wt％的PEG400(扩孔剂)、3wt％的SM-5分子筛(硅铝分子筛)、8wt％的MCM-41分子筛(硅基介孔材料)、1wt％聚碳酸酯(L-1250ZH，助剂)、1.8wt％聚乙烯醇-1799(高分子改性醇)、1.5wt％的羧甲基纤维素钠(工业级500-600粘度，粘结剂)、去离子水(余量)在氮气气氛中混合后，形成浆料，第二复合物原料包括醋酸亚铁、醋酸亚铜、一氧化锰以及氧化钴，铜元素、铁元素、锰元素和钴元素的摩尔比为1.5:3：8：0.8；
2)将浆料负载于带有蜂窝结构的堇青石，每1cm3的堇青石负载有180g的催化复合物浆料，在氮气氛围中，0.5h内升温至180℃，保温60min；0.5h内升温至350℃，保温90min；0.5h内升温至550℃，保温100min，即得。
实施例8
本实施例提供一种催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
1)将10wt％实施例3制备的固体氧化物、32wt％伽马氧化铝、11wt％的第二复合物原料，3.0wt％的PEG400(扩孔剂)、2wt％的SM-5分子筛(硅铝分子筛)、10wt％的MCM-41分子筛(硅基介孔材料)、1.2wt％聚碳酸酯(L-1250ZH，助剂)、1.7wt％聚乙烯醇-1799(高分子改性醇)、1.4wt％的羧甲基纤维素钠(工业级500-600粘度，粘结剂)、去离子水(余量)在氮气气氛中混合后，形成浆料，第二复合物原料包括醋酸亚铁、醋酸亚铜、一氧化锰以及氧化钴，且铜元素、铁元素、锰元素和钴元素的摩尔比为2:4:10:0.5；
2)将浆料负载于带有蜂窝结构的堇青石，在氮气氛围中，每1cm3的堇青石负载有200g的催化复合物浆料，0.5h内升温至120℃，保温90min；0.5h内升温至250℃，保温40min；0.5h内升温至450℃，保温100min，即得。
实施例9
本实施例提供一种催化剂的制备方法，其步骤与实施例8大体一致，不同的是，步骤2)中，其烧结程序为：1h内升温至250℃，保温130min；0.5h内升温至450℃，保温100min，即得。
对比例1
本实施例提供一种催化剂的制备方法，步骤如下：
1)采用实施例1的方法制备固体氧化物，其组分大体一致，不同的，原料无氧化铜；
2)采用实施例5方法制备催化剂。
对比例2
本实施例提供一种催化剂的制备方法，其组分和制备方法与实施例5大体一致，不同的是，其第二复合物原料中无醋酸亚铜。
对比例3
本实施例提供一种催化剂的制备方法，步骤如下：
1)采用实施例2的方法制备固体氧化物，其组分大体一致，不同的，原料无醋酸锰；
2)采用实施例6方法制备催化剂。
对比例4
本实施例提供一种催化剂的制备方法，其组分和制备方法与实施例6大体一致，不同的是，其第二复合物原料中无一氧化锰。
对比例5
本实施例提供一种催化剂的制备方法，步骤如下：
1)采用实施例3的方法制备固体氧化物，其组分大体一致，不同的，原料无醋酸铁；
2)采用实施例7方法制备催化剂。
其组分和制备方法与实施例7大体一致，不同的是，其固体氧化物原料中无醋酸铁。
对比例6
本实施例提供一种催化剂的制备方法，其组分和制备方法与实施例7大体一致，不同的是，其浆料中无醋酸亚铁。
应用实施例1～5
将实施例5～9制备的催化剂进行vocs分解性能测试，测试操作：提供乙醇、丙二醇甲醚单组分，以及其混合气体作为测试气体。
在其测试气体中混入浓度臭氧，在80％相对湿度、室温下反应300min后测试，催化剂体积为15ml，具体测试条件以及分解效率如表1所示。
表1应用实施例具体测试条件以及分解效率
对比应用例1～6
将对比例1～6制备的催化剂进行vocs分解性能测试，测试操作如应用实施例1～4，具体条件以及实验结果如2所示。
表2对比应用例具体测试条件以及分解效率
本发明实施例5～8制备的催化剂相较于对比例1～2制备的催化剂而言，形成了氧化铜和氧化亚铜体系；本发明实施例5～8制备的催化剂相较于对比例3～4制备的催化剂而言，分别在有氧条件和无氧条件作下，热处理形成了氧化锰、一氧化锰体系；本发明实施例5～8制备的催化剂相较于对比例5～6制备的催化剂而言，分别在有氧条件和无氧条件作下，热处理形成了氧化铁和氧化亚铁体系。最后，对于乙醇的降解效率高达84％，对于丙二醇甲醚的降解效率高达96％，对于混合气体的降解效率高达90％。
与此同时，发明人研究院队发现，通过采用上述方法，在采用三段烧结时，对于混合气体的处理效率进一步提升。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种催化剂，其特征在于，所述催化剂包括：
催化剂载体；以及，
负载于所述催化剂载体的催化复合物，所述催化复合物包括第一复合物、第二复合物和伽马氧化铝，其中，所述第一复合物包括氧化锰、氧化铜以及氧化铁，所述第二复合物包括氧化亚铜、氧化亚铁和一氧化锰；
所述催化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤S1:将第一复合物、伽马氧化铝和第二复合物原料加入去离子水，在保护性气体氛围下混合，得到催化复合物浆料，其中，所述第二复合物原料包括醋酸亚铁、醋酸亚铜以及一氧化锰，所述第一复合物包括氧化锰、氧化铜以及氧化铁；
步骤S2:将所述催化复合物浆料在所述保护性气体氛围下涂覆于所述催化剂载体，并在所述保护性气体氛围下进行焙烧，即得；
所述步骤S2中，所述焙烧包括：
升温至120~180℃，保温60min~90min；
升温至250~350℃，保温40min~90min；
升温至450~550℃，保温100min~150min。
2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂复合物还包括第一助剂和/或第二助剂，所述第一助剂包括硅基介孔材料、硅铝分子筛中的至少一种，所述第二助剂包括聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈中的至少一种。
3.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂载体包括堇青石，所述催化剂载体具有蜂窝结构；所述催化复合物具有多个孔洞；在所述第一复合物中，锰元素、铜元素和铁元素的摩尔比为（4~6）：（1~3）：（6~8）；在所述第二复合物中，铜元素、铁元素和锰元素的摩尔比为（1~2）：（2~5）：（5~10）；所述第二复合物还包括氧化钴。
4.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述第一复合物的制备方法包括以下步骤：
步骤A1：将第一金属复合原料与柠檬酸溶液混合，进行络合反应，得到第一复合前驱物，所述第一金属复合原料包括醋酸锰、氧化铜以及醋酸铁；
步骤A2：将所述第一复合前驱物在有氧条件下煅烧，得到第一复合物。
5.如权利要求4所述的催化剂，其特征在于，在所述柠檬酸溶液中，含有2mol/L的柠檬酸，且每克的所述第一金属复合原料与4~6 mL的柠檬酸溶液混合。
6.如权利要求4所述的催化剂，其特征在于，所述步骤A1中，所述进行络合反应为在75℃~85℃条件下反应，且在反应过程中进行蒸发，直至获得固体产物，即为第一复合前驱物；所述步骤A2中，所述煅烧的温度为400℃~500℃，所述煅烧的时间为1.5h~2.5h。
7.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述步骤S1中将第一复合物、伽马氧化铝和第二复合物原料加入去离子水，在保护性气体氛围下混合的过程中，还同时加入制备组分和/或助剂组分，其中，所述制备组分包括扩孔剂，消泡剂以及粘结剂，所述助剂组分包括第一助剂和/或第二助剂；所述第一复合物和所述第二复合物原料的质量比为1：（1~1.2）；所述步骤S2中，每1cm3的所述催化剂载体负载有160g~200g的所述催化复合物浆料。
8.如权利要求7所述的催化剂，其特征在于，所述扩孔剂包括聚乙二醇，且在所述催化复合物浆料中，所述扩孔剂的质量含量为2.5%~3.5%；所述消泡剂包括聚乙烯醇或聚醚多元醇，且在所述催化复合物浆料中，所述消泡剂的质量含量为0.5%~1.5%；
所述粘结剂包括羧甲基纤维素钠和淀粉中的至少一种，且在所述催化剂复合物浆料中，所述粘结剂的质量含量为0.5%~1%。
9.一种分解含有醇醚的废气的方法，其特征在于，包括以下步骤:将含有醇醚的废气与如权利要求1~8任一项所述的催化剂接触，同时通入臭氧进行催化氧化。
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