[发明专利]一种用于甲苯净化的锰基电热催化剂制备方法

说明书

本发明涉及工业VOCs有机废气净化技术领域，尤其涉及一种用于甲苯净化的锰基电热催化剂制备方法，包括：S1、将一定比例的锰盐、铟盐、锡盐直接混合溶入去离子水中，获得混合溶液A；S2、向步骤S1获得的混合溶液A中投入一定量的高锰酸钾，搅拌反应一段时间，获得混合溶液B；S3、用pH调节剂调控步骤S2中获得的混合溶液B的pH大小，并搅拌反应一段时间，获得沉淀物；S4、将步骤S3中获得的沉淀物置于马弗炉中煅烧以一定升温速率升温至一定温度，维持一段时间，即可获得锰基电热催化剂。本发明的制备工艺简单，实现了催化剂的导电和催化氧化双功能效应，其制备得到的锰基电热催化剂在工业VOCs烟气净化领域具有较好的应用前景和经济效益。

技术领域

本发明涉及工业VOCs有机废气净化技术领域，尤其涉及一种用于甲苯净化的锰基电热催化剂制备方法。

背景技术

近年来，我国许多地区PM2.5和臭氧浓度超标，造成了严重的雾霾天气。挥发性有机污染物VOCs是PM2.5和臭氧的重要前体物，对VOCs的减排和控制是大气环境治理的必要手段。在众多VOCs处理技术中，催还氧化技术具有能耗小、二次污染小等特点，可将VOCs转化为水和二氧化碳而广受推崇。但现有催化氧化技术是以外热对气体和催化剂加热的传统热催化方法，存在能耗大、催化剂受热不均匀、催化剂起活温度高等行业痛点。

通过电热催化氧化VOCs近来得到了研究者的极大关注。Mortensen等通过将电加热催化结构直接集成用于甲烷重整(SMR)制氢反应，极大提高了催化剂利用率，并限制不必要的副产物形成[Sebastian T.Wismann,et al.Electrified methane reforming:Acompact approach to greener industrial hydrogen production,Science,2019,364:756–759]。Zou等通过电热驱动负载于碳布上的MnO₂实现了甲醛的高效去除[Nan Zou,etal.Electrothermal regeneration by Joule heat effect on carbon cloth basedMnO₂ catalyst for long-term formaldehyde removal,Chemical EngineeringJournal,2019,357:1-10.]。然而对于工程存在量更大且更难去除的苯系物VOCs(如甲苯)的高效节能电热催化氧化技术，由于需要更高的低温电热催化活性，至今还未见通过电热驱动实现起高效去除的报到。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于甲苯净化的锰基电热催化剂制备方法，通过合成导电金属氧化物，突破传统热催化剂的低温低效困境，实现利用催化剂自身放热，提高其低温催化氧化苯系VOCs的净化效果。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于甲苯净化的锰基电热催化剂制备方法，具体步骤如下：

S1、将一定比例的锰盐、铟盐、锡盐直接混合溶入去离子水中，获得混合溶液A；

S2、向步骤S1获得的混合溶液A中投入一定量的高锰酸钾，搅拌反应一段时间，获得混合溶液B；

S3、用pH调节剂调控步骤S2中获得的混合溶液B的pH大小，并搅拌反应一段时间，获得沉淀物；

S4、将步骤S3中获得的沉淀物置于马弗炉中煅烧以一定升温速率升温至一定温度，维持一段时间，即可获得锰基电热催化剂。

优选地，步骤S1中，锰盐为硝酸锰、氯化锰、乙酸锰、硫酸锰中的一种或多种混合物。

优选地，步骤S1中，铟盐为氯化铟、硝酸铟、硫酸铟、醋酸铟中的一种或多种混合物。

优选地，步骤S1中，锡盐为固态醋酸锡、硫酸锡、氯化亚锡和硝酸锡的一种或多种混合物。