[发明专利]三维有序莫来石催化剂及其制备方法、净化方法

权利要求书

1.一种三维有序莫来石催化剂的制备方法，所述三维有序莫来石催化剂为具有大孔结构的莫来石型复合金属氧化物，所述大孔结构为均匀有序的反蛋白石结构；所述三维有序莫来石催化剂包括有活性组分，所述活性组分包括稀土金属及过渡金属；其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将含有活性组分的硝酸盐根据所述三维有序莫来石催化剂的化学式、按照预定计量比混溶于络合剂及浸润剂中，以得到所述三维有序莫来石催化剂的前驱体溶液；

(2)将所述前驱体溶液浸润到胶体晶体模板上并进行抽滤干燥，之后分别在惰性气体及含氧气体中进行焙烧以去除所述胶体晶体模板来得到所述三维有序莫来石催化剂；其中，浸润有所述前驱体溶液的胶体晶体模板的焙烧包括以下步骤：首先，将浸润有前驱体溶液的胶体晶体模板在惰性气氛中升温至300℃～550℃，并恒温保持3h-5h后降低至室温后；再在空气气氛中升温至650℃～800℃，并恒温保持3h～8h。

2.如权利要求1所述的三维有序莫来石催化剂的制备方法，其特征在于：所述络合剂为乙二醇或柠檬酸，所述浸润剂为甲醇或水。

3.如权利要求1所述的三维有序莫来石催化剂的制备方法，其特征在于：所述前驱体溶液中的金属离子总浓度为0.5mol/L～2mol/L。

4.如权利要求1-3任一项所述的三维有序莫来石催化剂的制备方法，其特征在于：所述胶体晶体模板的制备包括以下步骤：

(a)在氩气保护以及冷凝水循环冷却下，将丙酮和去离子水混合，并以水浴预热至70℃～80℃后，加入单体甲基丙烯酸甲酯，继续以水浴加热至70℃～80℃；再在氩气保护以及冷凝水循环冷却下，加入预热到70℃～80℃的引发剂水溶液，并以转速1000rad/min持续搅拌1h～3h，得到单分散的聚甲基丙烯酸甲酯；

(b)将得到的所述聚甲基丙烯酸甲酯以2000rad/min～5000rad/min的转速离心处理6h～10h后，在温度为30℃～80℃的烘箱中干燥得到胶体晶体模板。

5.一种三维有序莫来石催化剂，其特征在于：所述三维有序莫来石催化剂是采用权利要求1-4任一项所述的三维有序莫来石催化剂的制备方法制备而成的。

6.如权利要求5所述的三维有序莫来石催化剂，其特征在于：所述大孔结构的大孔孔径在100纳米以上。

7.如权利要求5所述的三维有序莫来石催化剂，其特征在于：所述三维有序莫来石催化剂的化学式为AB₂O₅，其中，A为稀土金属；B为过渡金属。

8.如权利要求7所述的三维有序莫来石催化剂，其特征在于：A为La、Ce、Nd、Gd及Sm中的任一种，B为Fe、Co及Mn中的任一种。

9.一种净化方法，其为柴油机车排放碳颗粒的净化方法，其特征在于：该方法采用如权利要求5-8任一项所述的三维有序莫来石催化剂对碳颗粒进行净化。