一种常温催化降解VOCs的负载单原子Pt的稀土金属氧化物催化剂的制备方法技术

本发明专利技术型公开了一种常温催化降解VOCs的稀土金属氧化物负载单原子Pt催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将H2PtCl6·6H2O粉末溶解在蒸馏水中配成H2PtCl6溶液；(2)将粉末状稀土金属氧化物浸渍于H2PtCl6溶液中，进行超声处理，然后将浸渍有稀土金属氧化物的H2PtCl6溶液在一定温度下静置一段时间；(3)将静置后的溶液放于水浴锅中加热后进行抽滤得到的Pt负载的稀土金属氧化物，然后将其在烘箱中烘干并研磨成粉末，最后在马弗炉中焙烧即得到稀土金属氧化物单原子Pt催化剂。本发明专利技术方法，制备方法简单，制备出的催化剂能够极大地降低VOCs反应温度，使其在常温下可进行，同时具有催化活性高，催化寿命长，副产物少等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种常温催化降解VOCs的负载单原子Pt的稀土金属氧化物催化剂的制备方法
本专利技术涉及一种催化剂的制备方法，特别是涉及一种用于常温催化降解挥发性有机污染物的催化剂的制备方法。
技术介绍
含挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds，VOCs)的废气主要来自石油化工、钢铁制造、制药工业、印刷工业和喷漆工业等，由于排放量大、毒性高，是大气污染的主要污染物之一。根据世界卫生组织(WHO)的定义，挥发性有机化合物是指沸点介于50～260℃之间、室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，常温下以气体形式存在于空气中的一类有机化合物。VOCs的种类繁多，主要包含烃、醛、酮等易挥发的污染物。多种挥发性有机化合物具有神经毒性、肾脏和肝脏毒性，甚至具有致癌作用，能损害心血管系统，引起胃肠道紊乱，诱发免疫系统、内分泌系统及造血系统疾病，造成代谢紊乱，同时也是形成光化学烟雾和PM2.5的重要因素，可导致温室气体的产生和臭氧层的破坏。目前处理含VOCs的废气有种方法，主要可分为非破坏性方法和破坏性方法两大类，非破坏性方法主要包括活性炭吸附法、冷凝法、溶液吸收法及膜分离；破坏性方法主要包括直接燃烧、催化燃烧、生物降解及光催化氧化法。目前，针对VOCs降解普遍使用的是蓄热式催化燃烧法，蓄热式催化燃烧法能取得较好的去除率，但往往需要高温(一般300℃以上)，能耗高，而且易产生副产物，因此催化燃烧反应温度的降低在催化降解VOCs中有很大的优势。公开号为CN105013508A的专利公开了一种用于氯代挥发性有机物低温催化燃烧的催化剂及制备方法，其催化剂是以γ-Al2O3颗粒为载体，以NM-RMO-Co3O4为活性组分；其中，RMO-Co3O4占催化剂重量的5～15％，NM占催化剂重量的0.01％～0.2％，余量为γ-Al2O3颗粒；所述RMO为稀土金属氧化物CeO2、ZrO2、La2O3、Nd2O3、Y2O3中的一种或几种，NM为贵金属Pd、Pt、Ru、Rh中的一种或几种，其催化反应温度为200℃～250℃，公开号为CN106732576A的专利公开了一种催化氧化催化剂的制备方法，首先将氧化铝、铈锆粉、拟薄水铝石、酸、水、有机溶剂助剂混合在一起,然后将混合液进行球磨,得到涂敷浆液；其次将堇青石蜂窝陶瓷基体浸渍在涂敷浆液中，取出后吹去残液,干燥、焙烧，得到负载氧化铝涂层的堇青石蜂窝陶瓷载体；然后将得到的载体浸渍到含活性金属助剂的盐溶液中，所述活性金属助剂为Ce、Zr、La、Mn等中的一种或几种，取出后吹去残液,干燥、焙烧；最后浸渍贵金属活性组分Pt和/或Pd，浸渍好后取出吹去残液,干燥、焙烧。其催化反应温度至少为180。目前，催化降解VOCs的催化剂，起燃温度相对较高，催化降解成高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种常温催化降解VOCs的负载单原子Pt的稀土金属氧化物催化剂的制备方法，采用本方法制备的催化剂能够极大地降低VOCs反应温度，使其在常温下可进行，同时具有催化活性高，催化寿命长，副产物少等优点。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术一种常温催化降解VOCs的负载单原子Pt的稀土金属氧化物催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将H2PtCl6·6H2O粉末溶解在蒸馏水中配成0.01-0.05mol/L的H2PtCl6溶液；(2)将粉末状稀土金属氧化物浸渍于制备的H2PtCl6溶液中，超声处理1-5h，然后在10-50℃下将浸渍有稀土金属氧化物的H2PtCl6溶液静置16-24h，所述H2PtCl6溶液中Pt元素质量与稀土金属氧化物质量比为0.2-0.8％；(3)将静置后的溶液放置于50-100℃的水浴锅中加热6-12h，然后将溶液进行抽滤，将得到的Pt负载的稀土金属氧化物在80-160℃的烘箱中烘4-8h，烘干后将固体研磨成粉末，然后将粉末在100-600℃的马弗炉中焙烧2-6h，得到稀土金属氧化物单原子Pt催化剂。与已有技术相比较，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术采用浸渍法制备单原子催化剂，制作工艺简单，适合大规模生产。(2)本专利技术采用稀土金属氧化物作为载体，得到的负载单原子Pt的稀土金属氧化物催化剂更加稳定，使用寿命较长；在催化降解VOCs时无需经常更换催化剂，极大地降低了处理VOCs的成本。(3)本专利技术中，反应无需加热、高压等苛刻反应条件，在常温下即可进行，不仅安全系数高，适用范围广，而且相对传统方法，经济成本大大降低。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的一种常温催化降解VOCs的负载单原子Pt的稀土金属氧化物催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将H2PtCl6·6H2O粉末溶解在蒸馏水中配成0.01-0.05mol/L的H2PtCl6溶液。(2)将粉末状稀土金属氧化物浸渍于制备的H2PtCl6溶液中，超声处理1-5h，然后在10-50℃下将浸渍有稀土金属氧化物的H2PtCl6溶液静置16-24h，所述H2PtCl6溶液中Pt元素质量与稀土金属氧化物质量比为0.2-0.8％。优选的，超声处理时间为2-4h，可以使Pt离子均匀分散在稀土金属氧化物上，时间过低造成分散不良，时间过高则耗时。优选的，浸渍有稀土金属氧化物的H2PtCl6溶液中Pt元素质量与稀土金属氧化物的质量比为0.4％-0.6％；在此条件下易形成贵金属单原子催化剂且在稀土金属氧化物上分布较均匀。所述稀土金属氧化物为CeO2、La2O3、Y2O3、Lu2O3或者Sc2O3中的一种，优选的，稀土金属氧化物为CeO2、La2O3或者Y2O3，其作为载体较稳定且有较大的表面积。(3)将静置后的溶液放置于50-100℃的水浴锅中加热6-12h，然后将溶液进行抽滤，将得到的Pt负载的稀土金属氧化物在80-160℃的烘箱中烘4-8h，烘干后将固体研磨成粉末，在100-600℃的马弗炉中焙烧2-6h，得到稀土金属氧化物单原子Pt催化剂。优选的，烘箱的温度为100-140℃，在此条件下，Pt负载的稀土金属氧化物可以得到充分的烘干。优选的，马弗炉的温度为200-400℃，在此条件下，Pt可以得到充分的还原，并且Pt不易烧结团聚，易形成单原子。实施例11)将H2PtCl6·6H2O粉末溶解在蒸馏水中配成0.01mol/L的H2PtCl6溶液。2)将粉末状CeO2浸渍于H2PtCl6溶液中，进行超声处理1h，然后在10℃下将浸渍有CeO2的H2PtCl6溶液静置16h，浸渍有CeO2的H2PtCl6溶液中Pt元素质量与CeO2的质量比为0.2％。3)将静置后的溶液放置于50℃的水浴锅中加热6h，然后将溶液进行抽滤，将得到的Pt负载的CeO2在80℃的烘箱中烘4h，烘干后将固体研磨成粉末，将粉末在100℃的马弗炉中焙烧2h，即得到单原子Pt/CeO2催化剂。实施例21)将H2PtCl6·6H2O粉末溶解在蒸馏水中配成0.02mol/L的H2PtCl6溶液。2)将粉末状La2O3(如果是块状，将其研磨成粉末状)浸渍于H2Pt本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常温催化降解VOCs的负载单原子Pt的稀土金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将H2PtCl6·6H2O粉末溶解在蒸馏水中配成0.01‑0.05mol/L的H2PtCl6溶液；(2)将粉末状稀土金属氧化物浸渍于制备的H2PtCl6溶液中，超声处理1‑5h，然后在10‑50℃下将浸渍有稀土金属氧化物的H2PtCl6溶液静置16‑24h，浸渍有稀土金属氧化物的H2PtCl6溶液中Pt元素质量与稀土金属氧化物质量比为0.2‑0.8％；(3)将静置后的溶液放置于50‑100℃的水浴锅中加热6‑12h，然后将溶液进行抽滤，将得到的Pt负载的稀土金属氧化物在80‑160℃的烘箱中烘4‑8h，烘干后将固体研磨成粉末，然后将粉末在100‑600℃的马弗炉中焙烧2‑6h，得到稀土金属氧化物单原子Pt催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种常温催化降解VOCs的负载单原子Pt的稀土金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将H2PtCl6·6H2O粉末溶解在蒸馏水中配成0.01-0.05mol/L的H2PtCl6溶液；(2)将粉末状稀土金属氧化物浸渍于制备的H2PtCl6溶液中，超声处理1-5h，然后在10-50℃下将浸渍有稀土金属氧化物的H2PtCl6溶液静置16-24h，浸渍有稀土金属氧化物的H2PtCl6溶液中Pt元素质量与稀土金属氧化物质量比为0.2-0.8％；(3)将静置后的溶液放置于50-100℃的水浴锅中加热6-12h，然后将溶液进行抽滤，将得到的Pt负载的稀土金属氧化物在80-160℃的烘箱中烘4-8h，烘干后将固体研磨成粉末，然后将粉末在100-600℃的马弗炉中焙烧2-6h，得到稀土金属氧化物单原子Pt催化剂。2.根据权利要求1所述的常温催化降解VOCs的负载单原子Pt的稀土...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁辉，王路路，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12