复合型催化剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供一种复合型催化剂及其制备方法和用途。复合型催化剂包含铜原子和铈原子，其中，当使用粉末X射线衍射法采用CuKα辐射实验条件分析时，所述复合型催化剂的X射线衍射图在2θ(

【技术实现步骤摘要】
复合型催化剂及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及一种复合型催化剂及其制备方法和用途，属于催化剂领域。

技术介绍

[0002]随着工业化进程的加快和经济的持续发展，与人类生产生活息息相关环境空气中的有机污染物长期以来一直困扰着我们，特别是挥发性有机化合物(VOCs)；其中，含氮有机废气是大气污染的污染物之一，也是有机废气中比较难处理的一类。以丙烯腈(AN)的生产为例，一般丙烯腈规定的排放限值为“0.5mg/m
3”，治理要求非常高。
[0003]目前含氮有机废气处理方式为两种，分别是回收法与燃烧法。回收法主要包含变压吸附法、吸收法、冷凝法以及活性炭吸附法等。然而在实际废气处理中，需要结合废气的物理性质、化学性质、废气浓度以及废气排放量等选择最为适用的方法。其次燃烧法通常包括直接燃烧法、催化氧化法，燃烧法的工作原理是利用化学反应，然后将丙烯腈废气在一定温度下转化为二氧化碳、水以及氮气等。
[0004]其中催化燃烧的核心技术在于高效稳定催化剂的开发。目前工业上普遍使用负载有贵金属的氧化物作为催化剂。虽然该种类催化剂具有活性高、生产工艺成熟等优势，但对于含氮VOCs，往往会深度氧化成氮氧化物(NOx)，造成二次污染。因此高效催化剂的设计和开发，特别是过渡金属基催化剂的设计和开发对于该控制技术至关重要。
[0005]引用文献1公开一种核
‑
壳结构纳米铜铈复合氧化物催化剂、制备方法与应用。所述的核
‑
壳结构纳米铜铈复合氧化物催化剂以纳米立方体CuO颗粒为核，外部被具有介孔结构CeO2外壁包裹的CuO@CeO2核
‑
壳结构的复合材料，具有完整核壳结构；所述的核
‑
壳结构纳米铜铈复合氧化物催化剂粒子尺寸在150
‑
300nm之间；所述的介孔结构CeO2外壁厚度在20nm。但是，该核
‑
壳结构纳米铜铈复合氧化物催化剂的制备方法较为复杂，步骤冗长繁多，不利于大批量生产。
[0006]引用文献2公开一种CuO/CeO2纳米棒催化剂及其合成和应用。CuO/CeO2纳米棒催化剂为负载型催化剂，载体为CeO2纳米棒于25
‑
600℃热处理所得纳米二氧化铈，将载体纳米二氧化铈命名为CeO2‑
T，其中T为热处理温度；将CuO负载到CeO2‑
T载体上，CuO与CeO2‑
T载体的质量比为(3.0～10.0)/100。但是该方法采用负载的方式，制备工艺复杂，主要用于富氢气中CO选择性氧化反应，是否能够用于挥发性有机化合物(VOCs)是不得而知的。
[0007]引用文献：
[0008]引用文献1：CN 109926060 A
[0009]引用文献2：CN 114713238 A

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的问题
[0011]鉴于现有技术中存在的技术问题，本专利技术首先提供一种复合型催化剂，本专利技术的复合型催化剂结构简单，不含多余的杂质或其它氧化物，能够用于催化氧化挥发性有机化
合物(VOCs)。
[0012]进一步地，本专利技术还提供一种复合型催化剂的制备方法，该制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。
[0013]用于解决问题的方案
[0014][1]、一种复合型催化剂，其包含铜原子和铈原子，其中，
[0015]当使用粉末X射线衍射法采用CuKα辐射实验条件分析时，所述复合型催化剂的X射线衍射图在2θ(
°
)为28.64
±
0.2、35.54
±
0.2、38.7
±
0.2的位置具有特征峰。
[0016][2]、根据上述[1]所述的复合型催化剂，其中，当使用粉末X射线衍射法采用CuKα辐射实验条件分析时，所述复合型催化剂的X射线衍射图还在2θ(
°
)为33.34
±
0.2、47.44
±
0.2、56.32
±
0.2的至少一个位置具有特征峰。
[0017][3]、根据上述[1]或[2]所述的复合型催化剂，其中，所述铈原子与所述铜原子的摩尔比为1:0.2～4；和/或
[0018][4]、根据上述[1]‑
[3]所述的复合型催化剂，其中，所述复合型催化剂的平均粒径为10nm
‑
100μm。
[0019][5]、一种根据上述[1]‑
[4]任一项所述的复合型催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
[0020]将铜盐、铈盐、络合剂以及非离子型表面活性剂溶于溶剂中，得到前驱体溶液；
[0021]使所述前驱体溶液形成溶胶体系；
[0022]对所述溶胶体系进行干燥，得到干燥产物；
[0023]对所述干燥产物进行热处理，得到复合型催化剂。
[0024][6]、根据上述[5]所述的制备方法，其中，所述非离子型表面活性剂包括聚醚型非离子表面活性剂，优选包括嵌段聚醚非离子表面活性剂。
[0025][7]、根据上述[6]或[7]所述的制备方法，其中，所述络合剂与所述铜盐和所述铈盐的摩尔量之和的比为1:1～1.5:1；和/或，所述铈盐与所述铜盐的摩尔比为1:0.2～4。
[0026][8]、根据上述[7]所述的制备方法，其中，所述干燥包括一次干燥后进行洗涤，再进行二次干燥的步骤；
[0027]优选地，所述一次干燥的温度为100～120℃，所述一次干燥的时间为2
‑
4h；所述二次干燥的温度为60～80℃，二次干燥的时间为6
‑
8h。
[0028][9]、根据上述[5]‑
[8]所述的制备方法，其中，所述热处理包括一次煅烧和二次煅烧；
[0029]优选地，所述一次煅烧的温度为150
‑
200℃，所述一次煅烧的时间为4～6h，所述一次煅烧的升温速率为1～2℃/min；
[0030]所述二次煅烧的温度为350℃
‑
400℃，二次煅烧时间为1～2h，二次煅烧的升温速率为1～2℃/min。
[0031][10]、一种根据上述[1]‑
[4]任一项所述的复合型催化剂在催化氧化挥发性有机物的用途，优选在催化氧化含氮挥发性有机物的用途。
[0032]专利技术的效果
[0033]本专利技术的复合型催化剂结构简单，不含多余的杂质或其它氧化物，能够用于催化氧化挥发性有机化合物(VOCs)。
[0034]本专利技术的复合型催化剂的制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。
附图说明
[0035]图1示出了本专利技术实施例1
‑
4的复合型催化剂的XRD图；
[0036]图2示出了复合型催化剂催化氧化丙烯腈的反应图；
[0037]图3示出了本专利技术实施例1的复合型催化剂的扫描电镜图；
[0038]图4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合型催化剂，其特征在于，包含铜原子和铈原子，其中，当使用粉末X射线衍射法采用CuKα辐射实验条件分析时，所述复合型催化剂的X射线衍射图在2θ(
°
)为28.64
±
0.2、35.54
±
0.2、38.7
±
0.2的位置具有特征峰。2.根据权利要求1所述的复合型催化剂，其特征在于，当使用粉末X射线衍射法采用CuKα辐射实验条件分析时，所述复合型催化剂的X射线衍射图还在2θ(
°
)为33.34
±
0.2、47.44
±
0.2、56.32
±
0.2的至少一个位置具有特征峰。3.根据权利要求1或2所述的复合型催化剂，其特征在于，所述铈原子与所述铜原子的摩尔比为1:0.2～4。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的复合型催化剂，其特征在于，所述复合型催化剂的平均粒径为10nm
‑
100μm。5.一种根据权利要求1
‑
4任一项所述的复合型催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将铜盐、铈盐、络合剂以及非离子型表面活性剂溶于溶剂中，得到前驱体溶液；使所述前驱体溶液形成溶胶体系；对所述溶胶体系进行干燥，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：司文哲，张晗，刘威，丁云，贾福强，姚欢，陆冠旗，程传，彭悦，李俊华，
申请(专利权)人：江苏洋井环保服务有限公司，
类型：发明
国别省市：