用于氯乙烯低温催化燃烧中的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂的制备及产品和应用制造技术

本发明专利技术公开应用于氯乙烯低温催化燃烧中的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂。该催化剂是Ni和Ce共修饰的Co3O4，通过CTAB调控得到，其中草酸与总金属（Co+Ce+Ni）的摩尔比为1.1:1，（Co+Ni）:Ce的摩尔比为10:1‑30:1，Co:Ni的摩尔比为9:1‑29:1，Co：Ce的摩尔比为9:1‑29:1，总金属（Co+Ce+Ni）与十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的摩尔比为2:1。该催化剂制备方法简单，对于氯乙烯催化燃烧具有活性高、副产物少、稳定性好等特点，特别适用于低温催化燃烧消除氯代挥发性有机物。

Preparation and Application of Ce-Ni Co-Modified Cobalt Trioxide Catalyst for Low Temperature Catalytic Combustion of Vinyl Chloride

【技术实现步骤摘要】
用于氯乙烯低温催化燃烧中的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂的制备及产品和应用
本专利技术属于催化环保
，具体涉及应用于氯乙烯低温催化燃烧中的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂的制备方法及其产品和应用。
技术介绍
大气污染日益严重，这其中尤其以VOCs为代表。近年来国家出台了各项针对VOs防控的法治法规，引起研究者对VOCs治理的重点关注。作为一种代表性的VOCs，氯乙烯（VC）是一种应用于高分子化工的重要的单体，来源广泛，但长期吸入和接触氯乙烯可能引发肝癌，是有毒物质。围绕VC的高效治理研究引起人们的广泛兴趣。由于操作温度低、消除污染物浓度宽、选择性高等特点，催化燃烧被认为是除低浓度污染物最有效的方法之一。目前应用于氯乙烯催化燃烧中活性较好的催化剂是以贵金属为主，如Ru/Co3O4催化剂（CN201710446994，RSCAdv.,2016,6,99577），在氯乙烯的催化燃烧反应中表现出较高的活性和稳定性。但贵金属资源有限，价格较高，因此开发一种具有高氯乙烯催化燃烧性能的非贵金属催化剂过渡金属氧化物催化剂具有更广泛的应用潜力。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术目的在于提供一种用于氯乙烯低温催化燃烧的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂的制备方法，通过CTAB调控，铈镍共修饰四氧化三钴，提供了一种具有高氯乙烯催化燃烧性能的非贵金属催化剂的制备方法。本专利技术的再一目的在于：提供一种上述方法制备的用于氯乙烯低温催化燃烧的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂产品。本专利技术的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。本专利技术目的通过下述方案实现：一种用于氯乙烯低温催化燃烧的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）称取3.32g二水合草酸溶解于60mL无水乙醇中，配成浓度为0.44mo/L的草酸溶液；（2）按照草酸与总金属（Co+Ce+Ni）的摩尔比为1.1:1，（Co+Ni）:Ce的摩尔比为10:1-30:1，Co:Ni的摩尔比为9:1-29:1，Co：Ce的摩尔比为9:1-29:1，分别称取一定质量的六水合硝酸钴、六水合硝酸镍和六水合硝酸铈溶解于240mL无水乙醇中，配成浓度为0.10mol/L的金属溶液；（3）按照总金属（Co+Ce+Ni）与十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的摩尔比为2:1，称取一定质量的CTAB，溶解于60mL无水乙醇中，配成CTAB溶液；（4）于搅拌的条件下，将步骤（1）（3）所得溶液同时向步骤（2）溶液中滴加，控制滴加速度为2mL/min，并继续搅拌2h，得悬浊液；（5）将步骤（4）中的悬浊液转至水浴中，控制水浴温度为60℃，继续搅拌至溶液体积减半，得前驱体；（6）所得前驱体经抽滤后，转移至60℃烘箱中过夜干燥；（7）将干燥后的前驱体研磨均匀，于500℃焙烧2-4h得到本专利技术所述的催化剂。本专利技术提供一种用于氯乙烯低温催化燃烧的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂，该催化剂采用上述所述方法制备得到，该催化剂是Ni和Ce共修饰的Co3O4，通过CTAB调控得到，其中草酸与总金属（Co+Ce+Ni）的摩尔比为1.1:1，（Co+Ni）:Ce的摩尔比为10:1-30:1，Co:Ni的摩尔比为9:1-29:1，Co：Ce的摩尔比为9:1-29:1，总金属（Co+Ce+Ni）与十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的摩尔比为2:1。本专利技术提供一种铈镍共修饰四氧化三钴催化剂用于氯乙烯低温催化燃烧的应用。该催化剂制备方法简单，对于氯乙烯催化燃烧具有活性高、副产物少、稳定性好等特点，特别适用于低温催化燃烧消除氯代挥发性有机物。具体实施方式对比例1一种用于氯乙烯低温催化燃烧的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂，按以下步骤制备：（1）称取3.32g二水合草酸溶解于60mL无水乙醇中，配成浓度为0.44mo/L的草酸溶液；（2）称取6.98g六水合硝酸钴溶解于240mL无水乙醇中，配成浓度为0.10mol/L的金属溶液；（3）称取4.37g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）溶解于60mL无水乙醇中，配成CTAB溶液；（4）于搅拌的条件下，将步骤（1）（3）所得溶液同时向步骤（2）溶液中滴加，控制滴加速度为2mL/min，并继续搅拌2h；（5）将步骤（4）中的悬浊液转至水浴中，控制水浴温度为60℃，继续搅拌至溶液体积减半；（6）所得前驱体经抽滤后，转移至60℃烘箱中过夜干燥；（7）将干燥后的前驱体研磨均匀，于500℃焙烧4h得到本专利技术所述的催化剂，记作Co3O4。实施例2一种用于氯乙烯低温催化燃烧的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂，按以下步骤制备：（1）称取3.32g二水合草酸溶解于60mL无水乙醇中，配成浓度为0.44mo/L的草酸溶液；（2）称取5.71g六水合硝酸钴、0.63g六水合硝酸镍和0.95g六水合硝酸铈溶解于240mL无水乙醇中，配成浓度为0.10mol/L的金属溶液；（3）称取4.37g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）溶解于60mL无水乙醇中，配成CTAB溶液；（4）于搅拌的条件下，将步骤（1）（3）所得溶液同时向步骤（2）溶液中滴加，控制滴加速度为2mL/min，并继续搅拌2h；（5）将步骤（4）中的悬浊液转至水浴中，控制水浴温度为60℃，继续搅拌至溶液体积减半；（6）所得前驱体经抽滤后，转移至60℃烘箱中过夜干燥；（7）将干燥后的前驱体研磨均匀，于500℃焙烧4h得到本专利技术所述的催化剂，记作Co9(Ni1Ce1)。实施例3一种用于氯乙烯低温催化燃烧的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂，按以下步骤制备：（1）称取3.32g二水合草酸溶解于60mL无水乙醇中，配成浓度为0.44mo/L的草酸溶液；（2）称取6.11g六水合硝酸钴、0.44g六水合硝酸镍和0.65g六水合硝酸铈溶解于240mL无水乙醇中，配成浓度为0.10mol/L的金属溶液；（3）称取4.37g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）溶解于60mL无水乙醇中，配成CTAB溶液；（4）于搅拌的条件下，将步骤（1）（3）所得溶液同时向步骤（2）溶液中滴加，控制滴加速度为2mL/min，并继续搅拌2h；（5）将步骤（4）中的悬浊液转至水浴中，控制水浴温度为60℃，继续搅拌至溶液体积减半；（6）所得前驱体经抽滤后，转移至60℃烘箱中过夜干燥；（7）将干燥后的前驱体研磨均匀，于500℃焙烧3h得到本专利技术所述的催化剂，记作Co14(Ni1Ce1)。实施例4一种用于氯乙烯低温催化燃烧的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂，按以下步骤制备：（1）称取3.32g二水合草酸溶解于60mL无水乙醇中，配成浓度为0.44mo/L的草酸溶液；（2）称取6.32g六水合硝酸钴、0.33g六水合硝酸镍和0.50g六水合硝酸铈溶解于240mL无水乙醇中，配成浓度为0.10mol/L的金属溶液；（3）称取4.37g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）溶解于60mL无水乙醇中，配成CTAB溶液；（4）于搅拌的条件下，将步骤（1）（3）所得溶液同时向步骤（2）溶液中滴加，控制滴加速度为2mL/min，并继续搅拌2h；（5）将步骤（4）中的悬浊液转至水浴中，控制水浴温度为60℃，继续搅拌至溶液体积减半；（6）所得前驱体经抽滤后，转移至60℃烘箱中过夜干燥；（7）将干燥后的前驱体研磨均匀，于500℃焙烧2h得到本专利技术所述的催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于氯乙烯低温催化燃烧的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）称取3.32 g二水合草酸溶解于60mL无水乙醇中，配成浓度为0.44 mo/L的草酸溶液；（2）按照草酸与总金属（Co+Ce+Ni）的摩尔比为1.1:1，（Co+Ni）:Ce的摩尔比为（10‑30）:1，Co:Ni的摩尔比为（9‑29）:1，Co：Ce的摩尔比为（9‑29）:1，分别称取一定质量的六水合硝酸钴、六水合硝酸镍和六水合硝酸铈溶解于240 mL无水乙醇中，配成浓度为0.10 mol/L的金属溶液；（3）按照总金属（Co+Ce+Ni）与十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的摩尔比为2:1，称取一定质量的CTAB，溶解于60mL无水乙醇中，配成CTAB溶液；（4）于搅拌的条件下，将步骤（1）（3）所得溶液同时向步骤（2）溶液中滴加，控制滴加速度为2 mL/min，并继续搅拌2 h，得悬浊液；（5）将步骤（4）中的悬浊液转至水浴中，控制水浴温度为60℃，继续搅拌至溶液体积减半，得前驱体；（6）所得前驱体经抽滤后，转移至60℃烘箱中过夜干燥；（7）将干燥后的前驱体研磨均匀，于500℃焙烧2‑4h得到本专利技术所述的催化剂。...

【技术特征摘要】
1.一种用于氯乙烯低温催化燃烧的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）称取3.32g二水合草酸溶解于60mL无水乙醇中，配成浓度为0.44mo/L的草酸溶液；（2）按照草酸与总金属（Co+Ce+Ni）的摩尔比为1.1:1，（Co+Ni）:Ce的摩尔比为（10-30）:1，Co:Ni的摩尔比为（9-29）:1，Co：Ce的摩尔比为（9-29）:1，分别称取一定质量的六水合硝酸钴、六水合硝酸镍和六水合硝酸铈溶解于240mL无水乙醇中，配成浓度为0.10mol/L的金属溶液；（3）按照总金属（Co+Ce+Ni）与十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的摩尔比为2:1，称取一定质量的CTAB，溶解于60mL无水乙醇中，配成CTAB溶液；（4）于搅拌的条件下，将步骤（1）（3）所得溶液同时向步骤（2）溶液中滴加，控制滴加速度为2mL/min，并继续搅拌2h，得悬浊液；（5）将步骤（4）中的悬浊液转至水浴中，控制水浴温度为60℃，继续搅拌至溶液体积减半，得前驱体；（6）所得前驱体经抽滤后，转移至60℃烘箱中过夜干燥；（7）将干燥后的前驱体研磨均匀，于500℃焙烧2-4h得到本发明所述的催化剂。2.根据权利要求1所述的用于氯乙烯低温催化燃烧的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤制备：（1）称取3.32g二水合草酸溶解于60mL无水乙醇中，配成浓度为0.44mo/L的草酸溶液；（2）称取5.71g六水合硝酸钴、0.63g六水合硝酸镍和0.95g六水合硝酸铈溶解于240mL无水乙醇中，配成浓度为0.10mol/L的金属溶液；（3）称取4.37g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）溶解于60mL无水乙醇中，配成CTAB溶液；（4）于搅拌的条件下，将步骤（1）（3）所得溶液同时向步骤（2）溶液中滴加，控制滴加速度为2mL/min，并继续搅拌2h；（5）将步骤（4）中的悬浊液转至水浴中，控制水浴温度为60℃，继续搅拌至溶液体积减半；（6）所得前驱体经抽滤后，转移至60℃烘箱中过夜干燥；（7）将干燥后的前驱体研磨均匀，于500℃焙烧4h得到本发明所述的催化剂，记作Co9(Ni1Ce1)。3.根据权利要求1所述的用于氯乙烯低温催化燃烧的铈镍共修饰四氧化三钴催化剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤制备：（1）称取3.32g二水合草酸溶解于60mL无水乙醇中，配成浓度为0.44mo/L的草酸溶液；（2）称取6.11g六水合硝酸钴、0.44g六水合硝酸镍和0.65g六水合硝酸铈溶解于240mL无水乙醇中，配成浓度为0.10mol/L的金属溶液；（3）称取4.37g十六烷基三甲基溴化铵（C...

【专利技术属性】
技术研发人员：何丹农，袁静，蔡婷，刘喆，赵昆峰，徐荣，金彩虹，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31