一种用于催化氧化VOCs的催化剂及制备方法和应用
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2023-04-13 13:37:57
本发明涉及一种用于催化氧化VOCs的催化剂,所述催化剂通式为:MaOb/MnO2;其中MnO2为载体和催化剂,MaOb负载于MnO2上作为共催化剂;在MaOb中,金属元素M为选自Co、Cu、Fe、Ni、Mg、Al、Zn、Ce及Sb中的一种或几种;a为金属元素M的原子比,为0~5;b为相应金属氧化物中的氧原子比;其中,所述催化剂中的载体MnO2是以高锰酸钾为锰原,以葡萄糖、蔗糖、果糖、纤维素、淀粉、柠檬酸、抗坏血酸或麦芽糖为还原剂,水热反应制得。本发明的MaOb/MnO2复合型非贵金属氧化物催化剂,具有较高的催化活性,催化剂的稳定性好,且制备方法简单、环保,适于工业化制备。
将有机物还原剂、高锰酸钾、金属M的可溶性盐溶液一同置于密闭反应器中,进行水热反应,将所得固体物收集、洗涤,制得MaOb/MnO2复合型非贵金属氧化物催化剂。得到的MaOb/MnO2复合型非贵金属氧化物催化剂,在反应温度为100℃至400℃下进行固定床反应。
近年来,雾霾是中国公众最关心的环境问题,其主要原因之一就是PM2.5前体的挥发性有机物(VOCs)的排放。大部分制药企业都会面临VOC的排放问题。随着行业的迅速发展,大宗医药中间体与中成药的产量近十年(2007‑2016)来大幅上升,分别从205,070kt涨至340,830kt,112,890kt涨至374,600kt;同时我国制药企业VOCs排放量从174.8kt涨至393.2kt。中国VOCs排放指导标准于2018年1月1日开始实施,对VOC的排放管控趋严,这势必会推动企业中VOCs处理技术的发展。
目前降解VOC的主要方法可分为物理吸附法和化学处理法,最有效的化学处理技术是催化燃烧法。该方法能够在较低温度下降解VOCs成H2O和CO2,常作为VOC处理的最后一道工序。和直接燃烧法(700‑1000℃)相比,催化燃烧处理温度(200℃~400℃)大幅下降,节能效果显著。催化燃烧技术的核心问题是催化剂的开发,目前这类催化剂主要是贵金属型,非贵金属氧化物型,以及钙钛矿型催化剂。其中非贵金属氧化物型因其价格低廉,不易中毒等优点,受到关注。
例如,杨黄根等(CN107398269)以介孔SiO2为载体,以Pd、Pt、PdPt2为活性组分制得一系列催化剂,该催化剂比表面积大,催化性能优越,但其必须以贵金属为活性组分,催化剂成本高。何丹农等(CN105817229A)制备了一种Ce元素修饰的Co2O3催化剂用于处理丙烷为模型气体的有机废气,90%转化率的反应温度为315℃~500℃,且催化活性较低。
Mn元素储量充足,存在广泛,经济环保,故Mn在该领域得到了广泛的研究。但其面临催化活性不高,制备方法复杂,难以工业化的问题。
河北科技大学,坐落于河北省石家庄市,学校为教育部第二批卓越工程师教育培,养计划高校,入选国家级大学生创新创业训练计划、全国高校实践育人创新创业基地、全国深化创新创业教育改革示范高校、教育部首批新工科研究与实践项目(卓越工程师教育培养计划2.0),国家国防科技工业局与河北省人民政府共建的省部共建大学。
本发明提供一种基于Mn的用于催化氧化VOCs的催化剂及制备方法和应用,该催化剂不仅具有催化活性高、催化稳定性好、催化寿命长,而且该催化剂的制备方简单、易于控制、经济环保、适于工业化生产。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。