[发明专利]一种复合金属改性纳米催化材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种复合金属改性纳米催化材料的制备方法，属于催化剂制备技术领域，其制备方法包括以下步骤：扩孔后的埃洛石先负载硫化铋，再在热条件下与乙酰丙酮氧钒反应进而修饰钒酸铋，再通过氧化锰负载和铂贵金属负载制得所述复合金属改性纳米催化材料；本发明以过渡金属氧化物‑金属氧化物为载体的贵金属催化剂，过渡金属氧化物在分散和稳定贵金属粒子的同时，增加了比表面积和酸性位点的含量，提供了活性氧位点，协同贵金属催化氧化VOCs，提高了催化性能，并在降低贵金属负载量仍可保持良好的催化燃烧性能，因而降低了原料成本。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，具体涉及一种复合金属改性纳米催化材料及其制备方 法。

背景技术

挥发性有机物(volatile organic compounds，VOCs)是指常温下沸点为50～260℃的一系列 有机化合物，主要包括甲醛，乙烷，丙酮，甲苯等污染物，主要来源于石油化工，印染，印 刷，油漆，造纸，污水/垃圾处理，交通等行业，不仅毒性大、挥发性强，而且在阳光照射下 还会形成气溶胶、臭氧、光化学烟雾和颗粒物，对大气环境和人体健康造成极大危害，是重 要的大气污染物。

芳香族类VOCs主要来自于工业生产过程，排放量大，在空气中极易扩散，是生成二次 气溶胶的主要物种；但由于其种类繁多，化学结构复杂，较难被降解，属于一类典型的工业 VOCs。如何经济高效地控制大气中的VOCs是当前大气污染治理研究的重点课题，在众多控 制技术中(吸附，膜分离，等离子，光催化，生物降解，催化氧化，催化燃烧等)，催化燃烧法被认为是最有效及最有潜力的VOCs净化方法，同时催化燃烧法也是发展高性能、低成本的催化材料及应用于大气环境中VOCs的控制研究领域的前沿。

目前VOCs燃烧催化剂主要是以铂(Pt)和钯(Pd)为代表的贵金属催化剂，其催化性能优越，热稳定性高，不容易产生二次污染，对环境极其友好，是比较理想的VOCs去除的 催化剂，但价格偏高；以金属氧化物材料为主的燃烧催化剂价格适中，但催化效率不高，难 以大规模实际应用，基于此，急需开发一种兼具高效、低成本的VOCs燃烧催化剂，以对VOCs 进行有效降解。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种复合金属改性纳米催化材料及其制备方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种复合金属改性纳米催化材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)埃洛石改性

S1、称取埃洛石并按1-2g/100mL的液料比将其分散在1-3mol/L的硫酸溶液，在50-60℃ 下保温搅拌反应4-6h，保温完成后分离沉淀并以去离子水洗涤至中性，真空干燥后制得扩孔 的埃洛石；

S2、称取硝酸铋并溶解在乙二醇和异丙醇的混合溶剂中，得到浓度为0.1-1mol/L的溶液， 加入硫脲和所述扩孔的埃洛石，搅拌混合1-2h后滤出，在160-200℃下热处理1-10min，得到 第一产物；称取乙酰丙酮氧钒并溶解在甲醇溶液中，得到浓度为0.1-1mol/L的乙酰丙酮氧钒 溶液，按0.5-1g/100mL的液料比加入所述第一产物，搅拌混合1-2h后滤出，在400-600℃下 热处理1-2h，冷却后的产物以稀的氢氧化钠溶液洗涤，干燥后制得第二产物；

其中，所述乙二醇和所述异丙醇的混合体积比为1：1；

(2)载体复合

称取锰盐并溶解在溶剂中，逐滴滴加还原剂溶液，室温下搅拌反应1-10h，得到溶液A， 加入所述第二产物，在室温下继续搅拌1-50h，重复离心-洗涤操作若干次，干燥后在200-600℃ 下热处理4-6h，冷却后得到复合氧化物载体；

(3)贵金属负载