[发明专利]一种与低温等离子体协同作用的铈基金属有机骨架衍生材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种与低温等离子体协同作用的铈基金属有机骨架衍生材料的制备方法，其特征在于，预先合成Ce-BTC作为牺牲模板，然后在空气中对其进行热处理，通过控制热处理温度制备高活性位点暴露的氧化铈催化剂，与低温等离子体协同作用，包括如下步骤：

(1)首先将六水合硝酸铈和均苯三甲酸分别分散于去离子水中，搅拌至完全溶解，得到溶液A和溶液B；然后将溶液A和溶液B进行混合得到溶液C，再依次加入去离子水和无水乙醇，继续搅拌，得到溶液D；对溶液D进行离心洗涤、真空干燥、研磨后得到固体粉末状的有机Ce-BTC；

(2)将Ce-BTC置于管式炉中，在空气气氛下进行升温，在不同温度下热处理，得到CeO₂催化剂，即一种与低温等离子体协同作用的铈基金属有机骨架衍生材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述六水合硝酸铈与均苯三甲酸的摩尔质量比为1:1；所述铈盐与去离子水的摩尔质量比为0.086～0.087:1；所述均苯三甲酸与去离子水的摩尔质量比为0.042～0.043:1；所述溶液C与去离子水的体积比为1:1；所述溶液C与无水乙醇的体积比为1:2。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述搅拌反应的速率为400～600rpm，搅拌温度为25～35℃，所述搅拌时间为0.5～1h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述离心转速为3500～4000rpm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，真空干燥温度为60～80℃，所述干燥时间为8～12h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述热处理升温速率为0.5～1.5℃/min，所述热处理温度为250～500℃，所述热处理时间为5～15h。

7.由权利要求1～6任一项所述制备方法制备得到一种与低温等离子体协同作用的铈基金属有机骨架衍生材料，其特征在于，与等离子体协同的CeO₂催化剂具有高效降解VOCs的性能，在输入能量密度为464J/L时，甲醇转化率和CO₂选择性分别高达100％和90.1％。

8.权利要求7所述一种与低温等离子体协同作用的铈基金属有机骨架衍生材料的应用，其特征在于，用于大气污染控制、有机合成化工生产领域和挥发性有机物净化领域。

9.权利要求7所述一种与低温等离子体协同作用的铈基金属有机骨架衍生材料的应用，其特征在于，所述铈基金属有机骨架衍生材料应用于低温等离子体催化装置，低温等离子体产生类型为介质阻挡、表面放电。

10.根据权利要求7所述与低温等离子体协同作用的铈基金属有机骨架衍生材料的应用，其特征在于，将CeO₂催化剂置于低温等离子体反应器内部或者串联在后面，形成等离子体催化装置，用于挥发性有机物催化氧化反应。