本发明专利技术公开一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂及制备方法，所述Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂，按质量比计算，Ag:Mn3O4/CuO为0.5-3:100，其中Mn3O4/CuO按摩尔比计算，Mn3O4:CuO为0.23-0.5:1。其制备方法即首先制备前驱体溶液，然后以NaOH作为沉淀剂，柠檬酸三氨为分散剂制备Mn3O4/CuO复合催化剂；然后将其全部浸沫在硝酸银水溶液中，加入异丙醇搅拌均匀后高压汞灯下照射反应5h，所得反应液过滤、干燥即得Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂。该Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂对高湿度、高浓度臭氧、甲醛具有很好的催化活性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂及其制备方法，该催化剂对高湿度、高浓度下的臭氧和甲醛均具有很好的催化活性。
技术介绍
臭氧是氧气的同素异形体，有很强的氧化性，可作为强氧化剂。被广泛应用于水质、气体处理，医疗卫生，食品保鲜，COD去除和氰基等有机物的分解，臭氧应用中最成功的领域就是饮用水以及瓶装水的处理。但是，因为臭氧具有极强的氧化能力，在人类生活的地球表面，臭氧却会给人类的健康带来灾难性的危害。微量的臭氧（0.1~1ppm）即可使人感到头晕、眼涩、喉咙疼痛等症状，较高的含量更是会危及生命。臭氧已经被列为城市光污染的主要污染物之一，世界卫生组织（World Health Organization）制定了关于臭氧的安全标准：8h工作环境下允许的最大浓度应低于0.10ppm（4×10-9mol/L）。因此，消除臭氧变得更加重要。甲醛，一种无色有特殊刺激气味的气体。它在碱性条件下有强还原作用。甲醛有毒性。能与蛋白质结合、高浓度吸入时出现呼吸道严重的刺激和水肿、眼刺激、头痛、记忆力减退以及植物神经紊乱等；孕妇长期吸入可能导致胎儿畸形，甚至死亡，男子长期吸入可导致男子精子畸形、死亡等。消除室内甲醛已迫在眉睫。催化臭氧和甲醛分解的催化剂一般采用贵金属(如:钯、铂)或过渡元素金属氧化物(如:Mn,Cu的氧化物)作为活性组分，载体则采用A12O3、TiO2、SiO2、分子筛、活性炭或以上几种的复合成分。但是单独以贵金属为活性组分的催化剂，价格太高，不符合经济性。而以过渡元素金属氧化物(如:Mn,Cu的氧化物)作为活性组分的催化剂，催化效率低，一般仅为70-90%，其原因主要是容易受湿度影响，特别是在相对湿度为70%以上时，容易造成催化剂失活现象，其催化效率显著降低，仅为50%。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述的Mn、Cu的氧化物作为活性组分的催化剂，其催化效率低，一般仅为70-90%，特别是在相对湿度为70%以上时，催化剂容易失活，催化效率显著降低，仅为50%等技术问题而提供一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂，而该Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂在湿度环境为70%下，对臭氧和甲醛的催化效率可达90%以上。本专利技术的目的之二在于提供上述的一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂的制备方法。本专利技术的技术方案一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂，按质量比计算，Ag:Mn3O4/CuO为0. 5-3:100，其中Mn3O4/CuO按摩尔比计算，Mn3O4:CuO为0.23-0.5:1。上述的一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂的制备方法，具体包括如下步骤：（1）、将三水合硝酸铜、硝酸锰依次加入水中，搅拌均匀后得到铜、锰两种离子的总浓度为0.5mol/L的前驱体盐水溶液；前驱体盐水溶液中，硝酸铜、硝酸锰的量，按摩尔比计算，硝酸铜：硝酸锰为0.69-1.5:1；（2）、用NaOH、柠檬酸三氨和水混合配制成混合液，混合液中NaOH的浓度为1.25-1.5mol/L,其中柠檬酸三氨的用量为最终所得的Mn3O4/CuO的理论质量的3%；（3）、磁力搅拌条件下，控制滴加速率为5ml/min，将步骤（1）中所得的前驱体盐水溶液慢慢滴入到步骤（2）所得的混合液中，控制温度为60-90℃进行反应2h，所得的反应液过滤，所得滤饼控制温度为100℃进行干燥，得到Mn3O4/CuO复合催化剂；上述滴加过程中前驱体盐水溶液和混合液用量，按照体积比为1:1的比例计算；（4）、将AgNO3配制成0.1mol/L硝酸银水溶液；然后将步骤（3）所得Mn3O4/CuO复合催化剂全部浸沫在0.1mol/L硝酸银水溶液中，然后加入异丙醇作为还原剂，搅拌2h使得分散均匀；然后高压汞灯下照射下进行反应5h，所得的反应液过滤、所得滤饼控制温度为80℃进行干燥，即得Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂；还原剂异丙醇的用量，按异丙醇：0.1mol/L硝酸银为1:1的体积比例计算。上述的Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂用于高湿度环境下、高浓度臭氧和甲醛催化转化。本专利技术制备Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂具有很好的催化活性。0.3gMn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂, 在相对湿度为50%，臭氧浓度为5200ppm时，其催化效率最高可达到96%，在甲醛浓度度500ppm时，其催化效率最高可达到98%，其在相对湿度为70%，臭氧浓度为5200ppm时，其催化效率也可达到96%。在甲醛浓度度500ppm时，其催化效率最高可达到98%。本专利技术的有益效果本专利技术的一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂，通过简单的沉淀方法制备多价态的过渡金属氧化物；利用紫外辅助照射将贵金属负载到复合氧化物表面，增加了反应位点，提高了催化剂的抗湿性能，因此其在较高的相对湿度环境下，具有很好的催化活性。进一步，本专利技术的一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂，由于其具有很好的催化活性，在相对湿度为50%，臭氧浓度为5200ppm时，其催化效率最高可达到96%，在甲醛浓度度500ppm时，其催化效率最高可达到98%，其在相对湿度为70%，臭氧浓度为5200ppm时，其催化效率也可达到96%。在甲醛浓度度500ppm时，其催化效率最高可达到98%。进一步，本专利技术的一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂，其制备过过程采用共沉淀方法及光化学还原方法，制备工艺简单，易于操作，因此具有产业化连续生产的优点。具体实施案例下面通过具体实施例对本专利技术进一步阐述，但并不限制本专利技术。Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂对臭氧的催化效率的计算公式： C进是通过催化反应前臭氧的浓度，C出通过催化剂进行催化分解后臭氧的浓度。对甲醛催化效率的计算公式： C前是催化反应前甲醛浓度，C后是催化反应后的甲醛浓度。实施例1一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂，按质量比计算，Ag:Mn3O4/CuO为0.5:100，其中Mn3O4/CuO按摩尔比计算，Mn3O4:CuO为0.23:1。上述的一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂的制备方法，具体包括如下步骤：（1）、将3g三水合硝酸铜、6.7g硝酸锰依次加入水中，定容到100mL, 搅拌均匀后得到铜、锰两种离子的总浓度为0.5mol/L的前驱体盐水溶液；前驱体盐水溶液中，硝酸铜、硝酸锰的量，按摩尔比计算，硝酸锰：硝酸铜为0.69：1；（2）、用NaOH、柠檬酸三氨和水混合配制成100ml的混合液，混合液中NaOH的浓度为1.25mol/L,其中柠檬酸三氨的用量为0.12g；（3）、磁力搅拌条件下，控制滴加速率为5ml/min，将步骤（1）中所得的前驱体盐水溶液慢慢滴入到步骤（2）所得的混合液中，控制温本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂，其特征在于所述的Mn3O4/CuO/Ag三元复 合催化剂中，按质量比计算，Ag:Mn3O4/CuO为0.5‑3:100，其中Mn3O4/CuO按摩尔比计算，Mn3O4:CuO为0.23‑0.5:1。
【技术特征摘要】
1.一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂，其特征在于所述的Mn3O4/CuO/Ag三元复 合催化剂中，按质量比计算，Ag:Mn3O4/CuO为0.5-3:100，其中Mn3O4/CuO按摩尔比计算，Mn3O4:CuO为0.23-0.5:1。
2.如权利要求1所述的一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂，其特征在于所述的Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂中，按质量比计算，Ag:Mn3O4/CuO为0.5:100，其中Mn3O4/CuO按摩尔比计算，Mn3O4:CuO为0.23:1。
3.如权利要求1所述的一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂，其特征在于所述的Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂中，按质量比计算，Ag:Mn3O4/CuO为1:100，其中Mn3O4/CuO按摩尔比计算，Mn3O4:CuO为0.33:1。
4.如权利要求1所述的一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂，其特征在于所述的Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂中，按质量比计算，Ag:Mn3O4/CuO为2:100，其中Mn3O4/CuO按摩尔比计算，Mn3O4:CuO为0.33:1。
5.如权利要求1所述的一种Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂，其特征在于所述的Mn3O4/CuO/Ag三元复合催化剂中，按质量比计算，Ag:Mn3O4/CuO为3:100，其中Mn3O4/CuO按摩尔比计算，Mn3O4:CuO为0.5...
【专利技术属性】
技术研发人员：张娜，孙玉见，房永征，黄成杰，于圣洁，杨洪，
申请(专利权)人：上海应用技术学院，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。