一种用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废气处理技术领域，设计一种VOCs高效去除催化剂，具体涉及一种用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂。
【背景技术】
[0002]VOCs (Volatile Organic Compounds，挥发性有机化合物)是石油化工、制药、印刷、喷漆等工业生产过程和机动车辆排放的常见的污染物之一。随着工业的发展，VOCs排放量与日俱增，其治理已成为当前国际环境的热点之一。VOCs大多具有致癌、致畸、致突变性，对环境具有潜在危害。严重危害人们的健康。
[0003]有机废气的处理技术大概可分为两大类:一是回收，适用于较高浓度有机废气的治理，常用的是活性炭吸附；二是销毁转化，常用的是生物净化和催化氧化。其中，活性炭吸附通常需要较大能耗来再生活性炭，经济性不高。生物法因占地面积大而使其应用受到限制，受生物品种限制，有多种有机物生物不能处理，需要进一步探索。
[0004]催化燃烧是在催化剂作用下发生的氧化反应，可在较低温度下，将废气中有害可燃组分氧化分解。催化燃烧法相比其他方法更高效节能，降低了二次污染，是一种去除有机废气的有效方法。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有废气处理技术的不足，提出一种VOCs高效去除催化剂。水热法制备钙钛矿催化剂是一种在高温高压下的过饱和水溶液中进行化学合成的方法。该法制得的粉体结晶度高、团聚少、烧结活性高，受到人们的广泛重视，是制备高比表面积催化剂的较好的一种方法。
[0006]本发明解决技术问题采用如下技术方案:
[0007]本发明用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂的特征在于:所述用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂的组分摩尔比为La:Fe:N1:4，4-二羧基-二苯醚:=2:7:4:1.5:10(各组分比例上下变动范围为10% )，采用水热法制备。
[0008]本发明用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂是按照如下步骤制备:
[0009]I)以镧、铁和镍的硝酸盐以及4，4-二羧基-二苯醚为原料，置与水热反应釜中，在温度100-200°C下水热反应20-40h。
[0010]2)反应产物经过过滤、离心、烘干处理，经研磨得到目标催化剂反应完成后取出反应釜，取出样品离心、烘干后再经高温400-600°C焙烧4-8h后得到催化剂。
[0011]本发明有益效果体现在:
[0012]本发明用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂制备简单，易于工业化，活性优于沉淀法制备的钙钛矿催化剂，尤其适用于净化低浓度VOCs，转化率高达95%以上，不易受S、P、Pb等有害元素的影响，该催化剂具有较高的活性及选择性。本发明用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂不仅可以负载大量活性组分，并且该催化剂具有高比表面积，易于调控催化剂的活性物质组成，制备过程相对沉淀法便于操作及工业化生产，催化剂化学性能和物理性能比较稳定。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
[0014]用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂，按如下步骤制备:
[0015]采用水热法合成催化剂
[0016]a.以去离子水为溶剂，镧、铁、镍的硝酸盐和4，4- 二羧基-二苯醚分别为反应物，配置镍、铁、镧的硝酸盐和4，4- 二羧基-二苯醚、去离子水的混合溶液。
[0017]al分别取硝酸镧6.412g，硝酸铁2.85g，硝酸镍1.27g，4，4_ 二羧基-二苯醚2.201g，去离水70ml混合于烧杯中。
[0018]a2用磁力搅拌器充分搅拌，并在超声机中超声至溶液均匀，转入到水热反应釜中。
[0019]b.将水热反应釜置于电热鼓风烘箱中，在150°C下保持36h，然后自然冷却至室温，过滤，离心，烘干。
[0020]c.最后在马弗炉中400°C焙烧4h，研磨，得到目标催化剂。
[0021]实施例2
[0022]用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂，按如下步骤制备:
[0023]采用水热法合成催化剂
[0024]d.以去离子水为溶剂，镧、铁、镍的硝酸盐和4，4- 二羧基-二苯醚分别为反应物，配置镍、铁、镧的硝酸盐和4，4- 二羧基-二苯醚、去离子水的混合溶液。
[0025]al分别取硝酸镧6.321g，硝酸铁2.75g，硝酸镍1.17g，4，4_ 二羧基-二苯醚2.201g，去离水70ml混合于烧杯中。
[0026]a2用磁力搅拌器充分搅拌，并在超声机中超声至溶液均匀，转入到水热反应釜中。
[0027]e.将水热反应釜置于电热鼓风烘箱中，在200°C下保持24h，然后自然冷却至室温，过滤，离心，烘干。
[0028]f.最后在马弗炉中500°C焙烧5h，研磨，得到目标催化剂。
[0029]实施例3
[0030]用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂，按如下步骤制备:
[0031]采用水热法合成催化剂
[0032]g.以去离子水为溶剂，镧、铁、镍的硝酸盐和4，4- 二羧基-二苯醚分别为反应物，配置镍、铁、镧的硝酸盐和4，4- 二羧基-二苯醚、去离子水的混合溶液。
[0033]al分别取硝酸镧6.121g，硝酸铁2.25g，硝酸镍1.47g，4，4_ 二羧基-二苯醚
2.201g，去离水70ml混合于烧杯中。
[0034]a2用磁力搅拌器充分搅拌，并在超声机中超声至溶液均匀，转入到水热反应釜中。
[0035]h.将水热反应釜置于电热鼓风烘箱中，在100°C下保持40h，然后自然冷却至室温，过滤，离心，烘干。
[0036]1.最后在马弗炉中600°C焙烧8h，研磨，得到目标催化剂。
【主权项】
1.一种用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂及制备方法，其特征是:所述催化剂的组分摩尔比La:Fe:N1:4，4_ 二羧基-二苯醚=2:7:4:1.5:10 (各组分比例上下变动范围为10% )，米用水热法制备。
2.根据权利要求1所述的一种用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂，其特征是:所述催化剂粒径为0.l-200nm的粉末状物体，采用配体为4，4- 二羧基-二苯醚。
3.根据权利要求1所述的一种用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂，其特征是:所述催化剂中配体浓度可调。
4.根据权利要求1所述的一种用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂，其特征如下步骤制备: 1)以镧、铁和镍的硝酸盐以及4，4-二羧基-二苯醚为原料，置与水热反应釜中，在温度100-200°C 下水热反应 20-40h ； 2)反应产物经过过滤、离心、烘干处理，经研磨得到目标催化剂反应完成后取出反应釜，取出样品离心、烘干后再经高温400-600°C焙烧4-8h后得到催化剂。
【专利摘要】本发明涉及一种用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂及制备方法。所述的用于VOCs高效去除的钙钛矿催化剂是采用水热合成法制备而成。所述催化剂的结构式为La1.6Fe0.4NiO3，其制备过程为：以镧、铁和镍的硝酸盐以及4,4-二羧基-二苯醚为原料，置与水热反应釜中，在温度100-200℃下水热反应20-40h，反应产物经过过滤、离心、烘干处理，再经高温400-600℃焙烧4-8h后研磨得到目标催化剂。
【IPC分类】B01J23-83, B01J35-10, B01D53-86, B01D53-72
【公开号】CN104549310
【申请号】CN201410783308
【发明人】李国儒, 银凤翔
【申请人】北京化工大学常州先进材料研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月16日