一种丝状MnO2修饰CuMn2O4催化剂的制备方法

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，尤其涉及一种丝状MnO

背景技术

长期以来，挥发性有机化合物(VOCs)的排放对环境和人类健康造成严重危害。催化氧化技术可以在较低的温度下将VOCs完全氧化成二氧化碳和水，具有工作温度低、无二次污染、去除完全的优点已被证明是一种有效的处理技术。

目前，CuMn

过渡金属由于价态多变，价格低廉，抗中毒能力较强，表现出对VOCs具有很高的催化活性。其中，非贵金属二氧化锰物(MnO

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中通常将贵金属(Pd、Pt等)与CuMn

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种丝状MnO

步骤1：将质量百分浓度为50％的硝酸锰溶液和硝酸铜(Cu(NO

步骤2：取CuMn

进一步的，步骤2中所述的阳离子型表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基苄基三甲基氯化铵或二乙基苯甲基-3-(甲基二甲氧基硅)丙基氯化铵。

本发明的有益效果是：本发明首先通过溶胶-凝胶法制备CuMn

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为实施例4和对比例1所制备样品的X射线衍射图(XRD)。

图2为对比例1所制备样品的催化剂的扫描电镜图(SEM)。

图3为实施例4所制备样品的催化剂的扫描电镜图(SEM)。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

步骤1、将0.036mol质量百分浓度为50％的硝酸锰溶液和0.01mol的硝酸铜加入到56.4g去离子水中，剧烈搅拌15min，然后加入0.0308mol的柠檬酸，于60℃搅拌2h；然后在100℃的条件下干燥6h，最后于350℃中煅烧3h，制得CuMn

步骤2、取2g CuMn

实施例2

步骤1、将0.044mol质量百分浓度为50％的硝酸锰溶液和0.01mol的硝酸铜加入到95.3g去离子水中，剧烈搅拌30min，然后加入0.048mol的柠檬酸，于80℃搅拌3h；然后在120℃的条件下干燥12h，最后于550℃中煅烧5h，制得CuMn

步骤2、取2g CuMn

实施例3

步骤1、将0.04mol质量百分浓度为50％的硝酸锰溶液和0.01mol的硝酸铜加入到80g去离子水中，剧烈搅拌25min，然后加入0.039mol的柠檬酸，于70℃搅拌2.5h；然后在110℃的条件下干燥8h，最后于450℃中煅烧4h，制得CuMn

步骤2、取2g CuMn

实施例4

步骤1、将0.042mol质量百分浓度为50％的硝酸锰溶液和0.01mol的硝酸铜加入到85g去离子水中，剧烈搅拌20min，然后加入0.0384mol的柠檬酸，于70℃搅拌3h；然后在120℃的条件下干燥8h，最后于400℃中煅烧3h，制得CuMn

步骤2、取2g CuMn

图1为实施例4和对比例1所制备催化剂的XRD图，通过对照MnO

对比例1

在对比例1中，将实施例4中的第二个工序删除，其它工艺不变，具体步骤如下：

将0.042mol质量百分浓度为50％的硝酸锰溶液和0.01mol的硝酸铜加入到85g去离子水中，剧烈搅拌20min，然后加入0.0384mol的柠檬酸，于70℃搅拌3h；然后在120℃的条件下干燥8h，最后于400℃中煅烧3h，制得CuMn

对比例2

在对比例2中，将实施例4中的第一个工序删除，其它工艺不变，具体步骤如下：

将0.35g氯化锰、0.25g的高锰酸钾和0.2g的十二烷基二甲基苄基氯化铵加入到70g去离子水中，剧烈搅拌20min后，置于高压反应水热釜中，在150℃反应12h，抽滤洗涤，然后在100℃的条件下干燥8h，最后于350℃中煅烧3h，制得MnO

对比例3

在对比例3中，将实施例4中加入表面活性剂的工序删除，其它工艺不变，具体步骤如下：

步骤1、将0.042mol质量百分浓度为50％的硝酸锰溶液和0.01mol的硝酸铜加入到85g去离子水中，剧烈搅拌20min，然后加入0.0384mol的柠檬酸，于70℃搅拌3h；然后在120℃的条件下干燥8h，最后于400℃中煅烧3h，制得CuMn

步骤2、取2g CuMn

对比例4

在对比例4中，将实施例4中加入氯化锰的工序删除，其它工艺不变，具体步骤如下：

步骤1、将0.042mol质量百分浓度为50％的硝酸锰溶液和0.01mol的硝酸铜加入到85g去离子水中，剧烈搅拌20min，然后加入0.0384mol的柠檬酸，于70℃搅拌3h；然后在120℃的条件下干燥8h，最后于400℃中煅烧3h，制得CuMn

步骤2、取2g CuMn

对比例5

对比例5中，将实施例4中加入高锰酸钾的工序删除，其它工艺不变，具体步骤如下：

步骤1、将0.042mol质量百分浓度为50％的硝酸锰溶液和0.01mol的硝酸铜加入到85g去离子水中，剧烈搅拌20min，然后加入0.0384mol的柠檬酸，于70℃搅拌3h；然后在120℃的条件下干燥8h，最后于400℃中煅烧3h，制得CuMn

步骤2、取2g CuMn

性能测试：

本发明中的催化剂以对二甲苯为模拟气体进行催化氧化脱除。催化剂的活性评价在VOC吸脱附反应器上进行(VDRT-3000型，衢州市沃德仪器有限公司)，将1g催化剂(40目～60目)和4g石英砂(40目～60目)混合均匀，置于石英管(内径28mm)中，对二甲苯由氮气常温鼓泡产生，高纯空气为载气，通过调节鼓泡气体和载气的流量来控制对二甲苯浓度，即：空气流量为450mL/min、氮气流量为30mL/min，使得对二甲苯浓度为5000mg/m

表1

表2催化剂的比表面积和孔结构参数

结果分析：

由表1可知实施例制备的催化剂比对比例制备的催化剂的T

在对比例3中由于未加入表面活性剂使得另一活性组分MnO

上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。