本发明专利技术公开了一种用于空气中苯系物催化消除的Co基负载型催化剂及其制备方法；该催化剂包括活性组分Co3O4和载体活性炭；该催化剂的制备方法包括以下步骤：1）按Co3O4的量称取钴盐并充分溶解于蒸馏水中，再取活性炭浸渍于所得钴盐溶液内，再蒸干水份并干燥处理，制得干料；2）在马弗炉中焙烧步骤1）制得的干料，制得所述催化剂。本发明专利技术的催化剂以活性炭为载体，以非贵金属钴的氧化物Co3O4为活性组分，大幅度降低了催化剂成本；并且本发明专利技术的催化剂在高的反应空速(66,000mL·g–1·h–1)、低而宽的反应温度范围内表现出良好的苯系物催化燃烧活性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种苯系物催化燃烧催化剂，具体涉及一种。
技术介绍
挥发性有机物(Volatile Organic Compounds一VOCs)废气是造成空气污染的主要物质之一，即使是在较低的浓度下，对环境和人类都能造成严重的危害，这些VOCs中苯系物(如，苯、苯系物、二苯系物等)的危害更为突出。苯系物主要来源于工业废气，是钢铁制造、半导体元器件生产、石油化工、制药、印刷、制鞋、喷漆等行业排放的最常见的污染物。由于苯系物具有易挥发的特点，室内装饰材料多用苯系物、二苯系物代替纯苯作为各种胶、油漆、涂料等材料的溶剂或稀释剂，因此，室内装修也是重要的苯系物来源。国际卫生组织已经把苯确定为强烈致癌物质，对人体有致突变、致畸和致癌的“三致”危害，已引起了世界各国的高度重视。对于苯系物的处理方法通常可分为两大类:一类是非破坏性技术即回收法；一类是破坏性技术，即通过化学或生物的技术使苯系物转化为二氧化碳、水以及氯化氢等无毒或毒性小的无机物，此类方法包括直接燃烧、催化燃烧、生物降解、等离子体氧化、光催化氧化法等常见技术。其中，催化燃烧可以在远低于直接燃烧温度条件下处理低浓度的苯系物气体，具有净化效率高、无二次污染、能耗低的特点，是处理苯系物应用最有效的处理方法之一。目前，所用的苯系物催化燃烧催化剂主要有贵金属催化剂和过渡金属氧化物催化齐U。贵金属催化剂主要包括含Pt、Pd、Ru和Au等，由于活性高、选择性好、使用寿命长、耐高温并且还具有良好的抗毒性能等优点，引起了研究者的极大兴趣。贵金属催化剂虽然具有很多优点，但由于其价格昂贵而限制了贵金属催化剂在苯系物消除中的应用。因此，近年来价格低廉的过渡金属氧化物催化剂引起了人们的广泛兴趣。对于过渡金属氧化物催化剂的研究发现，具有尖晶石和钙钛矿结构的复合氧化物催化剂表现出良好的苯系物催化燃烧活性和稳定性，而价格上又存在很大的优势，并且容易得到，因此具有广阔的应用前景。但对所研究的非贵金属催化剂，存在的主要问题是苯系物的去除率仍偏低(〈90 %)，反应温度高(> 300 °C)，这也限制了将非贵金属催化剂用于空气中苯系物催化消除的应用。进一步开展将非贵金属催化剂用于空气中苯系物催化消除，开发出具有高的低温活性的催化剂对大气环境保护具有重要的意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种，该催化剂成本低廉且具有良好的低温苯系物催化燃烧活性。本专利技术公开了一种用于空气中苯系物催化消除的Co基负载型催化剂，该催化剂包括活性组分Co3O4和载体活性炭。进一步，所述催化剂中，Co3O4与活性炭的重量比为f 3:7、。进一步，所述催化剂中，Co3O4与活性炭的重量比为2:8。本专利技术还公开了上述用于空气中苯系物催化消除的Co基负载型催化剂的制备方法，包括以下步骤: 1)按Co3O4的量称取钴盐并充分溶解于蒸馏水中，再取活性炭浸溃于所得钴盐溶液内，再蒸干水份并干燥处理，制得干料； 2)在马弗炉中焙烧步骤I)制得的干料，制得所述催化剂。进一步，所述步骤I)中，钴盐为硝酸钴，活性炭为2(Γ80目的活性炭颗粒，活性炭浸溃于硝酸钴溶液内，不断搅拌条件下于70°C蒸干水份，再于100°C下恒温干燥1(T24 h，制得干料。进一步，所述步骤2)中，焙烧的具体参数为:干料于马弗炉中以10°C /min的升温速率升温至30(T40(TC，然后在30(T40(TC下恒温焙烧2 4 h。进一步，所述步骤2)中，焙烧温度为350°C。本专利技术的有益效果在于: 1)本专利技术的催化剂以活性炭为载体，以非贵金属钴的氧化物Co3O4为活性组分，大幅度降低了催化剂成本； 2)本专利技术的催化剂在高的反应空速(66，000mL g — 1 ΙΓ1)、低而宽的反应温度范围内表现出良好的苯系物催化燃烧活性；在200°C时甲苯去除率能达99.7%以上，能有效地将空气中甲苯浓度降到30 ppm 以下，在250°C时二甲苯去除率能达98 %以上，能有效地将空气中二甲苯浓度降到200 ppm以下； 3)本专利技术将钴盐通过湿浸溃法负载于活性炭上，然后再通过高温焙烧制得含Co3O4的催化剂，该方法工艺简单，条件温和易控，重复性好。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中: 图1为实施例广5的催化剂的XRD谱 图2为实施例1、6、7的催化剂的XRD谱图。具体实施例方式以下将参照附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例1 本实施例的催化剂包括活性组分Co3O4和载体活性炭，Co3O4与活性炭的重量比为2:8。本实施例的催化剂的制备方法，包括以下步骤: O按Co3O4的量称取硝酸钴并充分溶解于蒸馏水中，再取2(Γ80目的活性炭颗粒浸溃于所得硝酸钴溶液内，不断搅拌条件下于70°C蒸干水份，再于10(TC下恒温干燥24 h (在100°C恒温干燥的目的在于去掉原料中的结晶水，此处干燥时间为l(T24h均可实现专利技术目的)，制得干料； 2)步骤I)制得的干料于马弗炉中以10°C /min的升温速率升温至350°C，然后在350°C下恒温焙烧2h，制得所述催化剂。实施例2 本实施例的催化剂包括活性组分Co3O4和载体活性炭，Co3O4与活性炭的重量比为1:9。本实施例的催化剂的制备方法与实施例1相同。实施例3 本实施例的催化剂包括活性组分Co3O4和载体活性炭，Co3O4与活性炭的重量比为1.5:8.5。本实施例的催化剂的制备方法与实施例1相同。实施例4 本实施例的催化剂包括活性组分Co3O4和载体活性炭，Co3O4与活性炭的重量比为2.5:7.5。本实施例的催化剂的制备方法与实施例1相同。实施例5 本实施例的催化剂包括活性组分Co3O4和载体活性炭，Co3O4与活性炭的重量比为3:7。本实施例的催化剂的制备方法与实施例1相同。实施例6 本实施例的催化剂包括活性组分Co3O4和载体活性炭，Co3O4与活性炭的重量比为2:8。本实施例的催化剂的制备方法中，除步骤2)的焙烧温度为300°C外，其余条件与实施例1相同。实施例7 本实施例的催化剂包括活性组分Co3O4和载体活性炭，Co3O4与活性炭的重量比为2:8。本实施例的催化剂的制备方法中，除步骤2)的焙烧温度为400°C外，其余条件与实施例1相同。比较例I 比较例I的催化剂包括活性组分Co3O4和载体中孔SiO2, Co3O4与SiO2的重量比为2:8。比较例I的催化剂的制备方法，包括以下步骤: O按Co3O4的量称取硝酸钴并充分溶解于蒸馏水中，再取中孔SiO2浸溃于所得硝酸钴溶液内，不断搅拌条件下于70°C蒸干水份，再于100°C下恒温干燥24 h，制得干料； 2)步骤I)制得的干料于马弗炉中以10°C /min的升温速率升温至350°C，然后在350°C下恒温焙烧2h，制得所述催化剂。比较例2 比较例2的催化剂包括活性组分Co3O4和载体Al2O3, Co3O4与Al2O3的重量比为2:8。比较例2的催化剂的制备方法，包括以下步骤: 1)按Co3O4的量称取硝酸钴并充分溶解于蒸馏水中，再取Al2O3浸溃于所得硝酸钴溶液内，不断搅拌条件下于70°C蒸干水份，再于100°C下恒温干燥24 h，制得本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于空气中苯系物催化消除的Co基负载型催化剂，其特征在于：该催化剂包括活性组分Co3O4和载体活性炭。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢红梅，周桂林，赵聪，张海霞，何小玲，唐祖兰，宋如意，
申请(专利权)人：重庆工商大学，
类型：发明
国别省市：
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