[发明专利]一种纳米结构介孔CuO/Ce1-xMnxO2催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂制备领域，尤其是涉及一种纳米结构介孔CuO/Ce_1-xMn_xO₂催化剂的制备方法。

背景技术

贵金属催化剂（如Pt、Au等）对丙烷催化氧化具有很高的活性，但由于其在自然界中含量少、价格昂贵，限制了其在工业中的应用。用价格低廉的过渡金属替代贵金属作为催化剂受到了很多科研工作者的关注，近年来人们发现CuO作为活性组分在催化氧化丙烷中具有很高的活性。二氧化铈是变价氧化物（Ce₄+/Ce₃+），具有很好的储氧和释氧能力，是处理挥发性有机化合物催化剂的重要组成部分，然而，CeO₂的热稳定性较差，掺杂组分Mn能提高CeO₂的储氧-释氧能力和热稳定性。从载体和活性组分两方面考虑，研制一种新型对丙烷催化氧化具有较高活性的过渡金属氧化物催化剂，尤其是Ce_1-xMn_xO₂为载体负载CuO的催化剂是一个很有意义的工作。现有的制备方法主要是共沉淀法，该方法是在碱性条件下直接沉淀后经过过滤、干燥和焙烧制得的复合氧化物，但由于制备过程没有加入表面活性剂，所得到的复合氧化物不均匀且孔容和比表面积都较小，对丙烷的催化氧化效率低。

我们采用一种表面活性剂辅助法制备出了具有介孔结构的Ce_1-xMn_xO₂载体和CuO/Ce_1-xMn_xO₂催化剂。所制备的催化剂具有较窄的孔径分布、高的比表面积。对丙烷的催化氧化结果显示其具有很高的催化活性，具有很好的工业应用前景。

发明内容

本发明提供了一种纳米结构介孔CuO/Ce_1-xMn_xO₂催化剂的制备方法。

为实现上述的发明目的，本发明采取的实施方式如下：

一种纳米结构介孔CuO/Ce_1-xMn_xO₂催化剂的制备方法，具体制备步骤如下：

（1）介孔Ce_1-xMn_xO₂载体的制备：常温下，称取6mmol的CTAB溶解到200ml蒸馏水中，剧烈搅拌至完全分散；继续搅拌下按一定比例加入Ce(NO₃)₃·6H₂O和50wt%Mn(NO₃)₂溶液，继续搅拌30min，用0.2mol/L的NaOH溶液调节至pH=9继续搅拌12h，得到悬浊液，90℃老化3h，热水洗涤，抽滤，90℃干燥6h，300-600℃焙烧4h，制备出介孔Ce_1-xMn_xO₂载体；

（2）介孔CuO/Ce_1-xMn_xO₂催化剂的制备：常温下，称取计算量的Cu(NO₃)₂·3H₂O溶解到蒸馏水中，待其完全溶解，加入适量步骤（1）制出的Ce_1-xMn_xO₂载体继续搅拌1h，用0.2mol/L的NaOH溶液调节至_pH=9，继续搅拌1h，90℃老化3h，热水洗涤，抽滤，90℃干燥6h，300-600℃焙烧4h，制备出介孔CuO/Ce_1-xMn_xO₂催化剂。

所述步骤（1）中Ce/(Ce+Mn)摩尔比为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1。

所述介孔CuO/Ce_1-xMn_xO₂催化剂中CuO的负载量为8wt%。

本发明的有益效果是：本发明通过大量试验，制备的催化剂具有较窄的孔径分布、高的比表面积。对丙烷的催化氧化结果显示其具有很高的催化活性，具有很好的工业应用前景。

附图说明