一種用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)一種VOCs高效去除催化劑，具體涉及一種用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑。
【背景技術(shù)】
[0002]VOCs (Volatile Organic Compounds，揮發(fā)性有機(jī)化合物)是石油化工、制藥、印刷、噴漆等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和機(jī)動(dòng)車輛排放的常見(jiàn)的污染物之一。隨著工業(yè)的發(fā)展，VOCs排放量與日俱增，其治理已成為當(dāng)前國(guó)際環(huán)境的熱點(diǎn)之一。VOCs大多具有致癌、致畸、致突變性，對(duì)環(huán)境具有潛在危害。嚴(yán)重危害人們的健康。
[0003]有機(jī)廢氣的處理技術(shù)大概可分為兩大類:一是回收，適用于較高濃度有機(jī)廢氣的治理，常用的是活性炭吸附；二是銷毀轉(zhuǎn)化，常用的是生物凈化和催化氧化。其中，活性炭吸附通常需要較大能耗來(lái)再生活性炭，經(jīng)濟(jì)性不高。生物法因占地面積大而使其應(yīng)用受到限制，受生物品種限制，有多種有機(jī)物生物不能處理，需要進(jìn)一步探索。
[0004]催化燃燒是在催化劑作用下發(fā)生的氧化反應(yīng)，可在較低溫度下，將廢氣中有害可燃組分氧化分解。催化燃燒法相比其他方法更高效節(jié)能，降低了二次污染，是一種去除有機(jī)廢氣的有效方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有廢氣處理技術(shù)的不足，提出一種VOCs高效去除催化劑。水熱法制備鈣鈦礦催化劑是一種在高溫高壓下的過(guò)飽和水溶液中進(jìn)行化學(xué)合成的方法。該法制得的粉體結(jié)晶度高、團(tuán)聚少、燒結(jié)活性高，受到人們的廣泛重視，是制備高比表面積催化劑的較好的一種方法。
[0006]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑的特征在于:所述用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑的組分摩爾比為L(zhǎng)a:Fe:N1:4，4-二羧基-二苯醚:=2:7:4:1.5:10(各組分比例上下變動(dòng)范圍為10% )，采用水熱法制備。
[0008]本發(fā)明用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑是按照如下步驟制備:
[0009]I)以鑭、鐵和鎳的硝酸鹽以及4，4-二羧基-二苯醚為原料，置與水熱反應(yīng)釜中，在溫度100-200°C下水熱反應(yīng)20-40h。
[0010]2)反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過(guò)過(guò)濾、離心、烘干處理，經(jīng)研磨得到目標(biāo)催化劑反應(yīng)完成后取出反應(yīng)釜，取出樣品離心、烘干后再經(jīng)高溫400-600°C焙燒4-8h后得到催化劑。
[0011]本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
[0012]本發(fā)明用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑制備簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化，活性優(yōu)于沉淀法制備的鈣鈦礦催化劑，尤其適用于凈化低濃度VOCs，轉(zhuǎn)化率高達(dá)95%以上，不易受S、P、Pb等有害元素的影響，該催化劑具有較高的活性及選擇性。本發(fā)明用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑不僅可以負(fù)載大量活性組分，并且該催化劑具有高比表面積，易于調(diào)控催化劑的活性物質(zhì)組成，制備過(guò)程相對(duì)沉淀法便于操作及工業(yè)化生產(chǎn)，催化劑化學(xué)性能和物理性能比較穩(wěn)定。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1
[0014]用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑，按如下步驟制備:
[0015]采用水熱法合成催化劑
[0016]a.以去離子水為溶劑，鑭、鐵、鎳的硝酸鹽和4，4- 二羧基-二苯醚分別為反應(yīng)物，配置鎳、鐵、鑭的硝酸鹽和4，4- 二羧基-二苯醚、去離子水的混合溶液。
[0017]al分別取硝酸鑭6.412g，硝酸鐵2.85g，硝酸鎳1.27g，4，4_ 二羧基-二苯醚2.201g，去離水70ml混合于燒杯中。
[0018]a2用磁力攪拌器充分?jǐn)嚢?，并在超聲機(jī)中超聲至溶液均勻，轉(zhuǎn)入到水熱反應(yīng)釜中。
[0019]b.將水熱反應(yīng)釜置于電熱鼓風(fēng)烘箱中，在150°C下保持36h，然后自然冷卻至室溫，過(guò)濾，離心，烘干。
[0020]c.最后在馬弗爐中400°C焙燒4h，研磨，得到目標(biāo)催化劑。
[0021]實(shí)施例2
[0022]用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑，按如下步驟制備:
[0023]采用水熱法合成催化劑
[0024]d.以去離子水為溶劑，鑭、鐵、鎳的硝酸鹽和4，4- 二羧基-二苯醚分別為反應(yīng)物，配置鎳、鐵、鑭的硝酸鹽和4，4- 二羧基-二苯醚、去離子水的混合溶液。
[0025]al分別取硝酸鑭6.321g，硝酸鐵2.75g，硝酸鎳1.17g，4，4_ 二羧基-二苯醚2.201g，去離水70ml混合于燒杯中。
[0026]a2用磁力攪拌器充分?jǐn)嚢?，并在超聲機(jī)中超聲至溶液均勻，轉(zhuǎn)入到水熱反應(yīng)釜中。
[0027]e.將水熱反應(yīng)釜置于電熱鼓風(fēng)烘箱中，在200°C下保持24h，然后自然冷卻至室溫，過(guò)濾，離心，烘干。
[0028]f.最后在馬弗爐中500°C焙燒5h，研磨，得到目標(biāo)催化劑。
[0029]實(shí)施例3
[0030]用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑，按如下步驟制備:
[0031]采用水熱法合成催化劑
[0032]g.以去離子水為溶劑，鑭、鐵、鎳的硝酸鹽和4，4- 二羧基-二苯醚分別為反應(yīng)物，配置鎳、鐵、鑭的硝酸鹽和4，4- 二羧基-二苯醚、去離子水的混合溶液。
[0033]al分別取硝酸鑭6.121g，硝酸鐵2.25g，硝酸鎳1.47g，4，4_ 二羧基-二苯醚
2.201g，去離水70ml混合于燒杯中。
[0034]a2用磁力攪拌器充分?jǐn)嚢?，并在超聲機(jī)中超聲至溶液均勻，轉(zhuǎn)入到水熱反應(yīng)釜中。
[0035]h.將水熱反應(yīng)釜置于電熱鼓風(fēng)烘箱中，在100°C下保持40h，然后自然冷卻至室溫，過(guò)濾，離心，烘干。
[0036]1.最后在馬弗爐中600°C焙燒8h，研磨，得到目標(biāo)催化劑。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑及制備方法，其特征是:所述催化劑的組分摩爾比La:Fe:N1:4，4_ 二羧基-二苯醚=2:7:4:1.5:10 (各組分比例上下變動(dòng)范圍為10% )，米用水熱法制備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑，其特征是:所述催化劑粒徑為0.l-200nm的粉末狀物體，采用配體為4，4- 二羧基-二苯醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑，其特征是:所述催化劑中配體濃度可調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑，其特征如下步驟制備: 1)以鑭、鐵和鎳的硝酸鹽以及4，4-二羧基-二苯醚為原料，置與水熱反應(yīng)釜中，在溫度100-200°C 下水熱反應(yīng) 20-40h ； 2)反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過(guò)過(guò)濾、離心、烘干處理，經(jīng)研磨得到目標(biāo)催化劑反應(yīng)完成后取出反應(yīng)釜，取出樣品離心、烘干后再經(jīng)高溫400-600°C焙燒4-8h后得到催化劑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑及制備方法。所述的用于VOCs高效去除的鈣鈦礦催化劑是采用水熱合成法制備而成。所述催化劑的結(jié)構(gòu)式為L(zhǎng)a1.6Fe0.4NiO3，其制備過(guò)程為：以鑭、鐵和鎳的硝酸鹽以及4,4-二羧基-二苯醚為原料，置與水熱反應(yīng)釜中，在溫度100-200℃下水熱反應(yīng)20-40h，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過(guò)過(guò)濾、離心、烘干處理，再經(jīng)高溫400-600℃焙燒4-8h后研磨得到目標(biāo)催化劑。
【IPC分類】B01J23-83, B01J35-10, B01D53-86, B01D53-72
【公開(kāi)號(hào)】CN104549310
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410783308
【發(fā)明人】李國(guó)儒, 銀鳳翔
【申請(qǐng)人】北京化工大學(xué)常州先進(jìn)材料研究院
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月16日