【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種用于vocs治理的多級結構硅基comn-ldo催化劑及其制備方法，屬于環境催化新材料領域。
技術介紹
1、揮發性有機物(vocs)是工業生產中排放量大且組成復雜的一類常見污染物，能促進光化學煙霧和霾的生成，嚴重影響大氣環境質量，危害人類身體健康。隨著人們的環保意識日益增強，對綠色生產的需求也逐漸提高，采取高效實用的技術對vocs污染防治顯得尤為重要。目前，催化氧化技術已被認為是一種最經濟、有效的手段而被廣泛用于vocs環境治理領域。相比于貴金屬催化劑，非貴金屬催化劑主要為過渡金屬(如：mn、ce、fe、co、ni等)氧化物，具有資源豐富、價格低廉、價態可變和耐熱性好等優勢而成為研究熱點，但存在催化活性較低、反應溫度高和運行能耗高等缺點。據文獻報道，通過設計催化劑的結構和形貌來降低非貴金屬活性組分的團聚，改善對vocs的熱催化氧化效率已被視為是一種常見有效的方法[yuxi?liu,jiguang?deng,shaohua?xie,zhiwei?wang,hongxingdai.catalyticremoval?ofvolatile?organic?compounds?using?ordered?poroustransition?metal?oxide?andsupportednoble?metal?catalysts.chinese?j.catal.,2016,37(8):1193-1205.]。中國專利技術專利(申請號：201811642644.5)公開了一種pd-au核殼雙金屬負載三維多級結構tio2催化劑及
技術實現思路
1、針對
技術介紹
中所存在的問題，本專利技術提供一種用于vocs治理的片狀多級結構comn-ldo催化劑及其制備方法，目的在于解決層狀雙金屬氫氧化物co(mn)al-ldh的片狀結構在高溫條件下生成金屬氧化物comn-ldo過程中發生坍塌的關鍵技術難題，以獲得一種具有片狀多級結構的comn-ldo復合材料。該技術有效地提升了comn-ldo催化劑的比表面積和孔結構及其對vocs的催化氧化性能。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案如下：
3、1、將高嶺土粉體在溫度為750℃～950℃的條件下煅燒2～4h，即制得偏高嶺土粉體，冷卻至80℃～100℃時，一邊攪拌，一邊迅速噴灑質量百分濃度為15％～30％的陽離子型表面活性劑溶液，其中陽離子咪唑啉型表面活性劑與偏高嶺土質量之比為0.05～0.1:1；噴灑完畢后，冷卻至室溫，即制得表面活性劑改性偏高嶺土；其中陽離子型表面活性劑為咪唑啉季銨鹽，如rx-405咪唑啉季銨鹽、十一烷基羥乙基咪唑啉季銨鹽或十七烯基胺乙基咪唑啉季銨鹽。
4、2、將可溶性鈷鹽和可溶性錳鹽溶解于去離子水中，配制成含鈷錳離子的混合溶液；其中鈷鹽的摩爾濃度為0.1～0.2mol/l，鈷鹽與錳鹽摩爾比為0.4～0.6:1；
5、步驟2中所述的可溶性鈷鹽為氯化鈷(cocl2)、硫酸鈷(coso4·7h2o)、硝酸鈷(co(no3)2·6h2o)或乙酸鈷(coc4h6o4·4h2o)中的一種；可溶性錳鹽為氯化錳(mncl2)、硫酸錳(mnso4·h2o)、硝酸錳(mn(no3)2·4h2o)或乙酸錳(mnc4h6o4·4h2o)中的一種。
6、3、一邊攪拌，一邊將步驟1中的改性偏高嶺土粉體分散到步驟2中的含鈷錳離子的混合溶液，其中偏高嶺土與含鈷錳離子的混合溶液質量比0.02～0.04:1；然后滴加摩爾濃度為2～4mol/l的堿性溶液調節體系ph值為9～10，將所得的混合物轉移至水熱反應釜中，在溫度為110℃～140℃的條件下水熱反應6～12h，過濾、洗滌至濾液ph值為7～7.5，將濾餅在溫度為80℃～90℃的條件下干燥、粉碎，即制得一種coal-ldh/mnal-ldh/sio2復合材料；
7、步驟3中所述的堿性溶液為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種。
8、4、將步驟3所制得的coal-ldh/mnal-ldh/sio2復合材料在溫度為650℃～750℃的條件下焙燒3～6h，即制得一種多級結構的硅基comn-ldo催化劑。
9、本專利技術的有益效果：
10、1、本專利技術在高溫條件下對高嶺土進行熱活化處理，可以破壞高嶺土的晶體構型，并將高嶺土轉化為無定型結構(見附圖1)，這有利于增強高嶺土的反應活性。
11、2、本專利技術采用陽離子型表面活性劑(咪唑啉型)為模板劑對偏高嶺土進行表面改性，這有利于co、mn等金屬離子可以快速吸附、絡合或配位至對偏高嶺土表面，進而在堿性水熱條件下可以生成柔性片狀多級結構的co(mn)al-ldh。
12、3、本專利技術在氫氧化鈉(或氫氧化鉀)堿性條件下，偏高嶺土會釋放[sio2(oh)2]2-、[sio(oh)3]-或sio32-等硅活性離子，這些活性離子可與co(mn)al-ldh層間的陰離子發生離子交換反應，然后在高溫焙燒條件下(即由co(mn)al-ldh轉變成comn-ldo過程中)，含硅活性離子形成穩定結構的二氧化硅骨架，并伴生于comn-ldo晶體中，從而使得co(mn)al-ldh在轉變成comn-ldo過程中，其片狀多級結構不會坍塌或破壞，有助于保持較高的比表面積和孔結構。
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1.一種多級結構的硅基CoMn-LDO催化劑的制備方法，其特征在于：
2.根據權利要求1所述多級結構的硅基CoMn-LDO催化劑的制備方法，其特征在于：表面活性劑為陽離子型表面活性劑，陽離子型表面活性劑與偏高嶺土質量之比為0.05～0.1:1。
3.根據權利要求1所述多級結構的硅基CoMn-LDO催化劑的制備方法，其特征在于：含鈷錳離子的混合溶液中鈷鹽與錳鹽摩爾比為0.4～0.6:1；鈷鹽的摩爾濃度為0.1～0.2mol/L。
4.根據權利要求1所述多級結構的硅基CoMn-LDO催化劑的制備方法，其特征在于：可溶性鈷鹽為氯化鈷、硫酸鈷、硝酸鈷或乙酸鈷中的一種；可溶性錳鹽為氯化錳、硫酸錳、硝酸錳或乙酸錳中的一種。
5.根據權利要求1所述多級結構的硅基CoMn-LDO催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，改性偏高嶺土粉體與含鈷錳離子的混合溶液質量比為0.02～0.04:1。
6.根據權利要求1所述多級結構的硅基CoMn-LDO催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，強堿性溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液中的一種。<...
【技術特征摘要】
1.一種多級結構的硅基comn-ldo催化劑的制備方法，其特征在于：
2.根據權利要求1所述多級結構的硅基comn-ldo催化劑的制備方法，其特征在于：表面活性劑為陽離子型表面活性劑，陽離子型表面活性劑與偏高嶺土質量之比為0.05～0.1:1。
3.根據權利要求1所述多級結構的硅基comn-ldo催化劑的制備方法，其特征在于：含鈷錳離子的混合溶液中鈷鹽與錳鹽摩爾比為0.4～0.6:1；鈷鹽的摩爾濃度為0.1～0.2mol/l。
4.根據權利要求1所述多級結構的硅基comn-ldo催化劑的制備方法，其特征在于：可溶性鈷鹽為氯化鈷、硫酸鈷、硝酸鈷或乙酸鈷中的一種；可溶性錳鹽為氯化錳、硫酸錳、硝酸錳或乙酸錳中的一種。
5.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：左士祥，羅婭芹，龔緯峰，唐童彤，劉文杰，業緒華，姚超，桂豪冠，李霞章，高丙瑩，毛輝麾，
申請(專利權)人：常州大學，
類型：發明
國別省市：
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