[发明专利]一种Mn和Co共促进的四氧化三钴/二氧化硅催化剂及制备方法和应用

权利要求书

1.一种Mn和Co共促进的四氧化三钴/二氧化硅催化剂，其特征在于，该四氧化三钴/二氧化硅催化剂（Co₃O₄/SiO₂）包括活性组分Mn修饰Co₃O₄和Co修饰的载体SiO₂，其中活性组分的负载量为20%~30%，活性组分中Mn与Co的摩尔比为n(Mn):n(Co)=1：10~1：20；载体中Co和Si的摩尔比n(Co):n(Si)=1：20~1：30。

2.一种根据权利要求1所述的Mn和Co共促进的四氧化三钴/二氧化硅催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，制备Co促进的SiO₂载体：

（1）按照摩尔比n(Co):n(Si)=1：20~1：30分别取正硅酸乙酯和六水合氯化钴溶解于体积V₁的乙醇中，并超声分散30min，得混合溶液；

（2）继续在超声的条件下向上述混合溶液中逐滴滴加体积V₂的去离子水，使V₁：V₂=25：1，继续超声2h；然后，

（3）逐滴滴加体积V₃的氨水，使体积比V₂:V₃=1：2，继续超声5h，得到沉淀；

（4）得到的沉淀过滤，用乙醇洗涤3~5次后，用去离子水洗涤3次，得洗涤后的沉淀；

（5）洗涤后的沉淀60℃干燥12h后，于500℃条件下在空气中焙烧3h，得到Co促进的SiO₂载体；

步骤二，制备Mn和Co共促进的Co₃O₄/SiO₂催化剂：

（1）称取步骤一中制备的Co促进的SiO₂载体；

（2）按照活性组分负载量20%~30%称取六水合硝酸钴和50%的硝酸锰溶液，配制成摩尔浓度为0.05mol/L的混合金属盐溶液，并将步骤一中称取的载体超声分散于其中，摩尔比为n(Mn):n(Co)=1：1~1：20，得混合溶液；

（3）向上述混合溶液中逐滴滴加0.20mol/L的碳酸钠溶液至pH值=9，得到沉淀；

（4）得到的沉淀过夜陈化12h，过滤，用去离子水洗涤，60℃干燥12h后于500℃条件下在空气中焙烧3h，得到Mn和Co共促进的四氧化三钴/二氧化硅催化剂。

3.根据权利要求2所述的Mn和Co共促进的四氧化三钴/二氧化硅催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中，

（1）按照摩尔比n(Co):n(Si)=1：20或25或30，量取正硅酸乙酯和六水合氯化钴溶解于100ml乙醇中，并超声分散30min，得混合溶液，其体积记作V₁；

（2）继续在超声的条件下向上述混合溶液中逐滴滴加4ml的去离子水，体积记作V₂，使V₁：V₂=25：1，继续超声2h；

（3）逐滴滴加8ml氨水，体积记作V₃的氨水，使体积比V₂:V₃=1：2，继续超声5h，得到沉淀；

（4）得到的沉淀过滤，用乙醇洗涤5次后，用去离子水洗涤3次，得洗涤后的沉淀；

（5）洗涤后的沉淀60℃干燥12h后，于500℃条件下在空气中焙烧3h，得到Co促进的SiO₂载体，记为Si20Co1载体/或Si25Co1载体/或Si30Co1载体。