一种锡掺杂负载型LaMnO3催化剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种锡掺杂负载型LaMnO3催化剂、制备方法及应用，该催化剂由通式a%LMO/Sn

【技术实现步骤摘要】
一种锡掺杂负载型LaMnO3催化剂、制备方法及应用


[0001]本专利技术属于催化剂制备
，具体涉及一种锡掺杂负载型LaMnO3催化剂、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]挥发性有机物(VOCs)作为大气中主要的污染物之一，对生态环境、动植物以及人体健康造成了严重的影响，一直是各国着力想要解决的问题之一。在我国现阶段，VOCs不仅存在大量的无组织排放污染源，还有很多的有组织排放污染源，然而仅有少部分的VOCs得到了有效地处理。大多数VOCs有异味，一旦被吸入体内，会使人体产生病变，甚至导致癌症。此类化合物不但会造成一次空气污染，特别是在紫外线光照条件下会发生光化学反应，产生大量的光化学烟雾等二次污染。此外，绝大多数VOCs都是易燃易爆的化合物，如果不加以处理，会给企业造成极大的安全隐患。以甲苯为例，其短时间接触容许浓度为100mg/m3，爆炸极限为1.27～6.75vol％，长期接触就会产生头痛、目眩、贫血、肺水肿等症状，如果没有进行恰当的处理将造成十分严重的后果。目前，催化燃烧法作已经成为去除工业排放挥发性有机物的主要手段之一。对于催化燃烧法处理VOCs，催化剂的选择是影响处理效率的关键。根据催化剂的活性成分，市面上的催化剂大致可分为两大类：贵金属催化剂和非贵金属催化剂。
[0003]对贵金属类催化剂已经比较深入，能够用于催化燃烧的贵金属类催化剂有Pt、Rh、Pd等，目前市场上主流的催化剂有Pt和Pd两种。此类催化剂在具有很好的活性，主要表现为：催化燃烧初始反应的温度低，且完全燃烧所需要的温度与反应开始时的温度相差不大，即反应的活性随温度变化的很快。然而，此类催化剂存在许多缺点，最主要的就是其价格较高且资源有限，大量使用此类催化剂会导致企业处理废气的成本大大提高。
[0004]可用于催化氧化的非贵金属催化剂，一般为Cr、Mn、Fe、Co等第四周期过渡区的金属元素，针对钙钛矿型催化剂的研究较多。钙钛矿型复合氧化物可以用ABO3分子式来表示，此类复合氧化物对VOCs的催化燃烧具有很好的活性，且价格相对比较便宜，高温反应的稳定性和活性都不错，是近些年来研究者研究的重点。在早期的研究中，许多学者通过对非负载型的钙钛矿催化剂进行了详细的研究。但是，由于纯的钙钛矿催化剂具有比表面积较小，成型困难，强度差而且容易失活等缺点，非负载型的钙钛矿催化剂在实际中难以应用。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于，提供一种锡掺杂负载型LaMnO3催化剂，该锡掺杂负载型LaMnO3催化剂具有较高比表面积和结构稳定性，且具有良好的甲苯催化活性。
[0006]本专利技术的另一目的在于，提供一种锡掺杂负载型LaMnO3催化剂的制备方法，利于工业制备。
[0007]本专利技术的进一步目的在于，提供一种锡掺杂负载型LaMnO3催化剂在去除VOCs中的
应用。
[0008]为解决现有技术的不足，本专利技术提供的技术方案为：
[0009]一种锡掺杂负载型LaMnO3催化剂，由通式a％LMO/Sn
x
Ti
1-x
O2表示；
[0010]其中，LMO表示LaMnO3钙钛矿；
[0011]a％为LMO在a％LMO/Sn
x
Ti
1-x
O2中的质量百分含量，10≤a≤20；
[0012]x为Sn/(Sn+Ti)的摩尔比，0.1≤x≤0.3。
[0013]优选的，所述a为15。
[0014]优选的，所述x为0.2。
[0015]一种锡掺杂负载型LaMnO3催化剂的制备方法，包括，
[0016]S1、将四氯化锡溶液和硫酸钛溶液混合并搅拌均匀，得到混合液一；
[0017]S2、向混合液一中边搅拌边滴加氨水，调节pH值至10-11，得到反应液；
[0018]S3、将反应液抽滤，将抽滤得到的沉淀洗涤、干燥，于500℃焙烧4-8h，得到Sn
x
Ti
1-x
O2载体；
[0019]S4、将硝酸镧溶液、硝酸锰溶液和柠檬酸溶液混合并搅拌均匀，得到混合液二；
[0020]S5、将Sn
x
Ti
1-x
O2载体加入到混合液二中，80℃下搅拌30-60min，得到泥浆状混合物；
[0021]S6、将泥浆状混合物干燥，于200℃焙烧1h，升温至750℃焙烧2h，得到锡掺杂负载型LaMnO3催化剂。
[0022]优选的，所述四氯化锡溶液浓度为0.25-0.75mol/L，所述硫酸钛溶液浓度为0.7-0.9mol/L，所述硝酸镧溶液浓度为0.069-0.155mol/L，所述硝酸锰溶液浓度为0.069-0.155mol/L，所述柠檬酸溶液浓度为0.4-0.9mol/L。
[0023]优选的，所述步骤S3中，干燥温度为120℃，干燥时间为12-24h。
[0024]优选的，所述步骤S6中，干燥温度为120℃，干燥时间为12-24h。
[0025]优选的，所述步骤S1中，搅拌时间为30-90min。
[0026]优选的，所述步骤S4中，搅拌时间为30-90min。
[0027]前述的锡掺杂负载型LaMnO3催化剂在去除石油化工、工业涂料和机动车排放的VOCs中的应用。
[0028]前述的方法所制备的锡掺杂负载型LaMnO3催化剂在去除石油化工、工业涂料和机动车排放的VOCs中的应用。本专利技术的有益效果：
[0029](1)本专利技术通过共沉淀的方法掺杂Sn，将LaMnO3钙钛矿负载在具有较高比表面积和结构稳定性较好的Sn
x
Ti
1-x
O2载体上，制备的锡掺杂负载型LaMnO3催化剂具有较高的比表面积和良好的结构稳定性，解决了纯钙钛矿催化剂比表面积小、成型困难、强度差而且容易失活等技术问题。
[0030](2)本专利技术利用Sn与LaMnO3钙钛矿间的协同作用，提高了催化剂的氧化能力，制备出的锡掺杂负载型LaMnO3催化剂对去除甲苯具有良好的催化活性。
[0031](3)本专利技术提供的锡掺杂负载型LaMnO3催化剂表面不易吸附水蒸气，在水蒸气存在下依然具有良好的催化活性，在去除水蒸气后，锡掺杂负载型LaMnO3催化剂的催化性能即可恢复。
[0032](4)本专利技术提供的锡掺杂负载型LaMnO3催化剂可用于脱除石油化工、工业涂料等
固定源和机动车等移动源排放的VOCs。
附图说明
[0033]图1为本专利技术实施例1～3和对比例1中的催化剂在不同温度下催化氧化甲苯的转化率图；
[0034]图2为本专利技术实施例2、4、5中的催化剂在不同温度下催化氧化甲苯的转化率图；
[0035]图3为本专利技术实施例2和对比例1中的催化剂在水存在的条件下，催化氧化甲苯的转化率图；
[0036]图4(a)为本专利技术实施例1中催化剂和载体的XRD图谱；
[0037]图4(b)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锡掺杂负载型LaMnO3催化剂，其特征在于，由通式a％LMO/Sn
x
Ti
1-x
O2表示；其中，LMO表示LaMnO3钙钛矿；a％为LMO在a％LMO/Sn
x
Ti
1-x
O2中的质量百分含量，10≤a≤20；x为Sn/(Sn+Ti)的摩尔比，0.1≤x≤0.3。2.根据权利要求1所述的一种锡掺杂负载型LaMnO3催化剂，其特征在于，所述a为15。3.根据权利要求1所述的一种锡掺杂负载型LaMnO3催化剂，其特征在于，所述x为0.2。4.一种锡掺杂负载型LaMnO3催化剂的制备方法，其特征在于，包括，S1、将四氯化锡溶液和硫酸钛溶液混合并搅拌均匀，得到混合液一；S2、向混合液一中边搅拌边滴加氨水，调节pH值至10-11，得到反应液；S3、将反应液抽滤，将抽滤得到的沉淀洗涤、干燥，于500℃焙烧4-8h，得到Sn
x
Ti
1-x
O2载体；S4、将硝酸镧溶液、硝酸锰溶液和柠檬酸溶液混合并搅拌均匀，得到混合液二；S5、将Sn
x
Ti
1-x
O2载体加入到混合液二中，80℃下搅拌30-60min，得到泥浆状混合物；S6、将泥浆状混...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建军，刘海岩，史建强，刘武，王猛，李俊华，
申请(专利权)人：清华大学盐城环境工程技术研发中心，
类型：发明
国别省市：