[发明专利]贵金属负载阳离子掺杂型HAP在VOCs催化燃烧中的应用

权利要求书

1.贵金属负载阳离子掺杂型HAP在VOCs催化燃烧中的应用，其特征在于：

羟基磷灰石(HAP)及不同阳离子掺杂成分的HAP载体；

负载在载体上的贵金属物质，也就是活性组分。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

HAP制备方法：

(1)将硝酸亚钙溶液和磷酸氢二铵溶液混合形成乳白色沉淀溶液，并通过氨水调节pH；

(2)在水浴中搅拌2～3h；

(3)将所得悬浮液抽滤、洗涤，110～120℃干燥12～16h；

(4)450～550℃焙烧4.5～5.5h。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于：

硝酸亚钙和磷酸氢二铵中Ca和P元素的摩尔比Ca：P＝1.45:1～1.7:1；硝酸亚钙所需的溶剂为水和无水乙醇的混合液，其中水：无水乙醇＝1:1～1.2:1。

4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于：

用氨水调节pH至9.5～12；水浴锅温度为80～90℃；洗涤时先用水后用无水乙醇；450～550℃焙烧，其中500℃是最优温度，焙烧时间为4.5～5.5h，其中焙烧5h是根据多次实验得出的最佳条件。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

按水热法制备不同阳离子掺杂成分的HAP：

(1)将1mol/L尿素溶解在水中，并通过6mol/L硝酸调节pH至2～3；

(2)在上述溶液中加入硝酸亚钙、磷酸氢二铵以及不同的阳离子前驱体，再通过硝酸调节pH至2～3；

(3)在水浴中搅拌2～3h，将所得溶液冷却、抽滤、洗涤，采用水热法进一步处理，水温140～180℃，时间5～7h，其中最佳水热条件为160℃，6h；

(4)将所得溶液冷却、抽滤、洗涤，100～110℃干燥12～16h；

(5)上述沉淀物在450～550℃焙烧，其中500℃是最优温度，焙烧时间为4.5～5.5h，其中焙烧5h是根据多次实验得出的最佳条件。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：

硝酸调节pH至2～3；水浴锅温度为40～60℃；所用阳离子前驱体可以为六水合硝酸铈、硫酸钛、仲钨酸铵、偏钒酸铵；其中掺杂阳离子与Ca的比例范围为1:9～2:9,其中最优的比例为Ce/Ca＝1:9，Ti/Ca＝1:9，W/Ca＝1:9，V/Ca＝1:9。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

采用尿素沉淀法制备贵金属负载的阳离子掺杂型HAP催化剂。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：

(1)将HAP研磨成粉末状，放入烧杯中水浴搅拌；

(2)将0.02g/ml不同的阳离子前驱体和尿素加入到溶液中，水浴搅拌；

(3)老化、抽滤、洗涤，放入烘箱80～90℃烘干14～18h；

(4)马弗炉350～450℃焙烧4.5～5.5h。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：

HAP需要磨成很细的粉末状，有利于溶解在水中，HAP结构比较坚硬；水浴搅拌的目的也是为了HAP更好的均匀分散溶解在水中；所用阳离子前驱体可以为四氯金酸、三氯化钌、氯铂酸、硝酸钯，其中Au、Ru、Pt、Pd的负载量为HAP质量的1％～2％；其中尿素与掺杂阳离子的摩尔比例范围为120～130、255～265、495～505、215～225，其中最优的比例为尿素/Au＝125、尿素/Ru＝260、尿素/Pt＝500、尿素/Pd＝220。

10.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：

其中加入四氯金酸的HAP马弗炉焙烧时分三个温度200℃、400℃、600℃；350～450℃焙烧，其中400℃是最优温度，焙烧时间为4.5～5.5h，其中焙烧5h是根据多次实验得出的最佳条件；水浴温度80～100℃；搅拌时间12～14h，第(1)步搅拌12～14h是为了HAP更容易分散在水中，第(2)步搅拌12～14h为了活性组分全部负载到HAP上；老化时间12～16h。