【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料，尤其涉及一种钙钛矿催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、生物质作为一种可利用能源，可通过热解气化作为发电或集中供气。因此，将生物质进行充分的转化利用对于生产生活有重要意义。但在生物质气化过程中产生的焦油，难以进行深加工处理，一般以水冲洗形成洗焦废水排放，其成分非常复杂，含有大量有毒有害物质，包括酚类化合物等多种难降解物质，严重危害环境。臭氧氧化法由于其氧化效率高，且无二次污染物产生，在废水处理领域得到广泛关注，但其在实际应用中仍存在一定局限性，催化臭氧氧化技术在单独臭氧氧化的基础上引入催化剂活性组分，强化氧化反应速率，极大提高臭氧的利用率，反应产生大量的·oh，促进氧化降解污染物的能力。
2、研究发现钙钛矿型复合氧化物abo3具有良好的催化活性，良好导电和耐热性能，结构稳定，具有良好应用前景。文献报道，将锰酸基钙钛矿催化剂用于固体氧化燃料电池，具有良好的氧化还原能力，有很大利用价值。但是目前关于锰酸基钙钛矿材料在催化臭氧领域应用的报道较少，因此研究此项工作十分有意义。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术一个目的在于提供一种钙钛矿催化剂，对钙钛矿结构中的a位不进行掺杂，保持钙钛矿材料结构特性，同时以sr、ca或ba中的一种作为b位掺杂，对催化剂的中心进行调控，所构成的催化剂结构稳定，在催化臭氧氧化体系中表现出优异的催化氧化性能，能够高效快速的降解生物质气化废水中的污染物，具有良好的催化活性，且无二次污染危害。
2、本专利技术的另一个
3、本专利技术的又一个目的在于提供一种钙钛矿催化剂的应用。
4、为达到上述目的，本专利技术的第一方面实施例提出一种钙钛矿催化剂，所述催化剂具有以下化学通式：lq(1-x)mxo3，
5、其中，l为la或ce，q为sr、ca或ba中的至少一种，m为fe、mn或co，x＝0-1。
6、在本专利技术的一些实施例中，所述l为la，q为sr，m为mn。专利技术人发现，锰的价态与催化活性密切相关，因此反应过程中以mn作为钙钛矿型材料锰酸镧的b位元素易发生结构变化从而影响催化活性。
7、在本专利技术的一些实施例中，x的取值范围为：0.5≤x≤0.9；较佳的，x的取值为0.7。
8、为达到上述目的，本专利技术的第二方面实施例提出一种钙钛矿催化剂的制备方法，包括以下步骤：
9、(1)将复合盐溶液和沉淀剂分散液混合搅拌均匀后得到白色胶状溶液；
10、(2)将所述白色胶状溶液进行老化、过滤和洗涤，得到白色沉淀物；
11、(3)将所述沉淀物进行干燥，得到干燥样品；
12、(4)将干燥样品进行煅烧，煅烧后样品即为所述催化剂。
13、在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述复合盐溶液为l盐、q盐和m盐的水溶液，所述l为la或ce，q为sr、ca或ba中的至少一种，m为fe、mn或co。
14、较佳的，步骤(1)中，l盐、q盐和m盐均为硝酸盐或/和氯化盐。
15、在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述复合盐溶液中所述l盐、q盐和m盐的摩尔浓度分别为0.02～2.5mol/l、0-1mol/l、0-1mol/l。
16、在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述沉淀剂分散液为聚乙二醇-20000、草酸铵和碱性溶液的混合水溶液。其中，碱性溶液为25～75ml/l的12.5～25wt％的氨水，该混合溶液的质量浓度为2～5g/l，其中聚乙二醇-20000、草酸铵和碱性溶液的质量比为(0.05--20)：(5-120)：(10-200)。
17、在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述沉淀剂分散液以5～30ml/min的速率逐滴加入至复合盐溶液中，所述搅拌速度为200～800r/min，所述搅拌时间为1～2h。搅拌可使复合盐溶液与沉淀剂分散液充分反应。
18、在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中将老化后的溶液进行真空抽滤，并将抽滤后获得的沉淀物用洗涤液洗涤3～5次，洗涤液为去离子水或无水乙醇中的一种；每次洗涤量为100～150ml。
19、在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，所述老化时间为15～30h，所述老化温度为80～200℃。
20、在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)中，所述干燥温度为60～140℃，所述干燥时间为6～24h；步骤(4)中，所述煅烧温度为400～1200℃，所述煅烧时间为2～8h。
21、为达到上述目的，本专利技术的第二方面实施例提出一种钙钛矿催化剂在催化臭氧氧化处理难降解生物质气化废水中的应用，催化反应的反应过程为间歇式或连续式；
22、当所述催化反应的反应过程为间歇式时，反应条件为：钙钛矿催化剂投加量0.5～10g/l，污染物溶液初始ph 2～10，反应温度10～50℃，臭氧流量10～100ml/min，臭氧浓度40～200mg/l，反应搅拌速度300～800r/min，反应时间15-60min；
23、当所述催化反应的反应过程为连续式时，反应条件为：反应温度10～50℃，臭氧流量10～100ml/min，臭氧浓度50～200mg/l，液时空速1～10h-1。
24、本专利技术实施例的钙钛矿催化剂可带来的有益效果为：
25、本专利技术实施例的钙钛矿催化剂，对钙钛矿结构中的a位不进行掺杂，保持钙钛矿材料结构特性，同时以sr、ca或ba中的一种作为b位掺杂，对催化剂的中心进行调控，所构成的催化剂结构稳定，在催化臭氧氧化体系中表现出优异的催化氧化性能，能够高效快速的降解生物质气化废水中的污染物，具有良好的催化活性，且无二次污染危害。
26、本专利技术实施例的钙钛矿催化剂的制备方法除具备本专利技术实施例的钙钛矿催化剂的有益效果以外，还具有以下有益效果：制备过程耗时短，操作简单，易于制备。
27、本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种钙钛矿催化剂，其特征在于，所述催化剂具有以下化学通式：LQ(1-x)MxO3，
2.根据权利要求1所述的钙钛矿催化剂，其特征在于，所述L为La，Q为Sr，M为Mn。
3.一种制备如权利要求1或2所述的钙钛矿催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述复合盐溶液为L盐、Q盐和M盐的水溶液，所述L为La或Ce，Q为Sr、Ca或Ba中的至少一种，M为Fe、Mn或Co。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述复合盐溶液中所述L盐、Q盐和M盐的摩尔浓度分别为0.02～2.5mol/L、0-1mol/L、0-1mol/L。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述沉淀剂分散液为聚乙二醇-20000、草酸铵和碱性溶液的混合水溶液。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述沉淀剂分散液以5～30mL/min的速率逐滴加入至复合盐溶液中，所述搅拌速度为200～800r/min，所述搅拌
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述老化时间为15～30h，所述老化温度为80～200℃。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述干燥温度为60～140℃，所述干燥时间为6～24h；步骤(4)中，所述煅烧温度为400～1200℃，所述煅烧时间为2～8h。
10.一种如权利要求1或2所述的钙钛矿催化剂在催化臭氧氧化处理难降解生物质气化废水中的应用，其特征在于，催化反应的反应过程为间歇式或连续式；
...【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿催化剂，其特征在于，所述催化剂具有以下化学通式：lq(1-x)mxo3，
2.根据权利要求1所述的钙钛矿催化剂，其特征在于，所述l为la，q为sr，m为mn。
3.一种制备如权利要求1或2所述的钙钛矿催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述复合盐溶液为l盐、q盐和m盐的水溶液，所述l为la或ce，q为sr、ca或ba中的至少一种，m为fe、mn或co。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述复合盐溶液中所述l盐、q盐和m盐的摩尔浓度分别为0.02～2.5mol/l、0-1mol/l、0-1mol/l。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述沉淀剂分散液...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建广，马磊，刘国梁，魏晓东，
申请(专利权)人：壹碳环投北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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