[发明专利]一种互嵌型纳米复合稀土金属氧化物团簇催化剂的制备方法、产品及应用

说明书

本发明公开了一种互嵌型纳米复合稀土金属氧化物团簇催化剂的制备方法、产品及应用，涉及催化剂和大气污染控制技术领域。方法包括以下步骤：将两种稀土金属盐加入到有机溶剂中，混合均匀，真空干燥得到固体A；将固体A加入到乙醇溶液中，混合均匀，真空干燥得到固体B；将固体B在还原气氛下焙烧得到固体C；将固体C在氧化性溶液中，分散均匀，真空干燥得到固体D；将固体D在氧气氛围中焙烧，得到催化剂。本发明制备得到的催化剂是互嵌型纳米复合稀土金属氧化物团簇结构，具有很高的颗粒分散度和比表面积，能够在较低温度条件(70℃)下实现对甲硫醇的催化降解，选择性高。降解产物为甲醇和硫化氢，具有较高的经济价值。

技术领域

本发明涉及催化剂和大气污染控制技术领域，特别是涉及一种互嵌型纳米复合稀土金属氧化物团簇催化剂的制备方法、产品及应用。

背景技术

甲硫醇是一种含硫的有机物，主要来源于工业废气的排放，具有强烈恶臭气味且难溶于水，在空气中易转化形成有机气溶胶，导致大气光化学烟雾和雾霾等严重污染，严重危害环境和人体健康。同时甲硫醇具有的高酸度会腐蚀反应设备。因此，甲硫醇的高效脱除对降低硫污染、实现硫和挥发性有机化合物的减排具有重要意义。

国内外针对甲硫醇脱除的方法主要有吸附法、碱液吸收法、燃烧法、生物法以及催化法等，其中催化法具有高效、低耗能等优势，在硫醇处理研究中受到广泛关注。

传统催化分解甲硫醇的催化剂主要有金属氧化物及其复合氧化物，但利用上述催化剂催化分解甲硫醇会产生二甲基硫醚和二甲基二硫醚等新的有机硫污染物。中国专利201910880545.9提出一种分解甲硫醇的Mo-SBA-15介孔分子筛催化剂，该催化剂具有较高的脱硫性能和稳定性。中国专利201610527512.2提出一种催化分解甲硫醇的含有稀土元素的催化剂，该催化剂具有较高的抗中毒性能。但是上述的催化剂仅能够分解甲硫醇，且产物种类较复杂、催化反应所需温度较高(250-550℃)。

因此，提供一种互嵌型纳米复合稀土金属氧化物团簇催化剂，使其能够通过催化水解法将甲硫醇催化水解为甲醇和硫化氢，产物具有更高的经济价值，且催化过程无需高温，对于催化降解甲硫醇领域具有重要意义。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种互嵌型纳米复合稀土金属氧化物团簇催化剂的制备方法、产品及应用，使其能够通过催化水解法将甲硫醇催化水解为甲醇和硫化氢，产物具有更高的经济价值，且催化过程无需高温，具有高效的脱除效果和选择性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明技术方案之一，一种互嵌型纳米复合稀土金属氧化物团簇催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将两种稀土金属盐加入到有机溶剂中，混合均匀，真空干燥得到固体A；

步骤2，将所受固体A加入到乙醇溶液中，混合均匀，真空干燥得到固体B；

步骤3，将所述固体B在还原气氛下焙烧得到固体C；

步骤4，将所述固体C在氧化性溶液中，分散均匀，真空干燥得到固体D；

步骤5，将所述固体D在氧气氛围中焙烧，得到所述互嵌型纳米复合稀土金属氧化物团簇催化剂。

进一步地，步骤1中，所述稀土金属盐为稀土元素的硝酸盐或硫酸盐。

进一步地，步骤1中，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)。

进一步地，步骤3中所述还原气氛为氢气气氛。

进一步地，步骤4中，所述氧化性溶液为过氧化氢溶液。

进一步地，步骤1、步骤2、步骤4中，所述真空干燥的温度为100℃，时间为5-10h；采用超声处理的方式进行混合或分散。