一種改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的製備方法及其應用的製作方法
2023-06-23 05:02:51 1
一種改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的製備方法及其應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑，可用下述方法製備：用弱鹼沉澱法合成鈷錳二元金屬氫氧化物，鈷和錳的物質的量之比為（4.0～14.0）：1；在350℃～550℃溫度下焙燒製備鈷錳二元金屬氧化物；用碳酸鉀、草酸鉀或碳酸銫等助劑溶液等體積浸漬鈷錳二元金屬氧化物；將助劑浸漬過的鈷錳二元金屬氧化物在70℃～90℃溫度下乾燥；乾燥後的鈷錳二元金屬氧化物在350℃～550℃溫度下焙燒，得到改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑。本發明製備催化劑的原料均為無機化合物，對人體和環境無危害。而且，催化劑組成簡單，製備工藝參數易控制，催化劑活性高，有很高的性價比。
【專利說明】一種改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的製備方法及其應用
【技術領域】
[0001]本發明屬於催化劑製備【技術領域】，具體的是屬於一種改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的製備方法，以及製得的改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑在高濃度一氧化二氮廢氣分解反應中的應用。
【背景技術】
[0002]人為排放的溫室氣體導致地面溫度日趨升高，引起了人們的廣泛關注。1997年12月，149個國家和地區的代表在日本召開的《聯合國氣候變化框架公約》締約方第三次會議上，通過了限制二氧化碳、甲燒、一氧化二氮、氫氟烴、全氟烴、六氟化硫等六種主要溫室氣體排放量的《京都議定書》。2005年2月16日，該議定書正式生效。
[0003]人為排放的一氧化二氮廢氣主要來自硝酸生產、己二酸合成等工業過程。這些一氧化二氮廢氣如不經處理直接排放到大氣中，將對生態環境造成嚴重危害。
[0004]現行的對一氧化二氮的處理方法，一般採用直接分解法和催化分解法。其中，直接分解法要求分解溫度1000°c以上，能耗非常高。催化分解法處理一氧化二氮廢氣，即在催化劑的作用下，把一氧化二氮分解為對環境無毒無害的氮氣和氧氣，可顯著降低N2O分解溫度和能耗，是一種經濟可行的方法。現有的催化劑主要有:離子交換分子篩，負載型貴金屬(鉬、鈀、金)催化劑等，這些催化劑的價格較高，不利於實際應用。現有的催化劑還有:過渡金屬氧化物及其複合氧化物，Qian等人(J.Mater.Chem.，1997，7,493-499), Chellam 等人(Chem.Mater.，2000，12,650-658), Shen 等人(J.Hazard.Mater.，2009，163，1332-1337)研究了 Mg-Co 二元金屬氧化物催化劑催化分解N2O0 Yan等 A(Appl.Catal.B:Environ., 2003, 45, 85-90;Catal.Commun., 2003, 4, 505-509)研究了 N1-Co, Mg-Co, Zn-Co 二元金屬氧化物催化劑催化分解N20。Cheng等人(Appl.Catal.BiEnviron.,2009,89, 391-397)研究了 Co-Al 二元金屬氧化物及改性催化劑催化分解N2O0 徐秀峰等人(燃料化學學報，2009，37，595-600 ;2011，39，115-121 ;2011，39，550-555 ；2012，40，601-607 ;2012，40，872-877)研究了 Co-Al, N1-Al, Cu-Al, N1-Co-Al 複合氧化物及改性催化劑催化分解N20。Stelmachowski 等人(Catal.Lett., 2009, 130, 637-641 ；Appl.Catal.B:Environ., 2014, 146, 105-111)研究了 Zn-Co>Mg-Co>Co-Al>Mg-Co-AI 複合氧化物催化分解N20。都沒有涉及改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的製備方法及其在高濃度一氧化二氮廢氣分解中的應用。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是，提供一種助劑改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的製備方法及其在高濃度一氧化二氮廢氣分解中的應用。
[0006]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:
[0007]—種改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的製備方法，包括以下步驟:
[0008]I)用弱鹼沉澱法合成鈷錳二元金屬氫氧化物，其中，鈷和錳的物質的量之比為(4.0?14.0):1，並將所述的鈷錳二元金屬氫氧化物在350°C?550°C溫度下焙燒，得到焙燒後的鈷錳二元金屬氧化物；
[0009]2)選用助劑碳酸鉀、草酸鉀或碳酸銫中的任意一種溶液或碳酸鉀與草酸鉀的混合溶液等體積浸潰經步驟I)處理得到的所述焙燒後的鈷錳二元金屬氧化物；
[0010]3)將經過步驟2)浸潰的鈷錳二元金屬氧化物在70°C?90°C溫度下乾燥，得到乾燥後的鈷錳二元金屬氧化物；
[0011]4)將經過步驟3)處理得到的所述乾燥後的鈷錳二元金屬氧化物在350°C?550°C溫度下焙燒，得到改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑。
[0012]優選的，步驟I)中，所述鈷錳二元金屬氫氧化物中鈷和錳的物質的量之比為(6.5 ?9.0):1。
[0013]優選的，步驟I)中，將所述鈷錳二元金屬氫氧化物在450°C?500°C溫度下焙燒，製備所述焙燒後的鈷錳二元金屬氧化物。
[0014]優選的，步驟2)中，所述助劑中鉀的物質的量或銫的物質的量與鈷錳二元金屬氧化物中的鈷錳物質的量加和的比值為0.01?0.04。即所述助劑為鉀鹽時，鉀的物質的量與鈷錳二元金屬氧化物中的鈷錳物質的量加和的比值為0.01?0.04 ;所述助劑為銫鹽時，銫的物質的量與鈷錳二元金屬氧化物中的鈷錳物質的量加和的比值為0.01?0.04。
[0015]優選的，步驟2)中，所述助劑中鉀的物質的量或銫的物質的量與鈷錳二元金屬氧化物中的鈷錳物質的量加和的比值為0.02?0.03。
[0016]優選的，步驟4)中，所述乾燥後的鈷錳二元金屬氧化物在450°C?500°C溫度下焙燒，得到改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑。
[0017]本發明還提供上述改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的製備方法中製得的改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑在一氧化二氮分解中的應用，以提高一氧化二氮的分解率。
[0018]本發明的有益效果是:
[0019](I)本發明製備催化劑的原料均為無機化合物，使用時配成要求濃度的水溶液，對人體和環境無危害。
[0020](2)催化劑組成簡單，製備工藝參數易控制，催化劑活性高。當本發明採用「用弱鹼沉澱法合成鈷錳二元金屬氫氧化物，其中鈷和錳物質的量之比為6.5:1 ;500°C焙燒鈷錳二元金屬氫氧化物，製備鈷錳二元金屬氧化物；在鈷錳二元金屬氧化物表面等體積浸潰碳酸鉀溶液，K/(Co+Mn)物質的量之比為0.03 ;500°C焙燒，製得改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑」這一優選技術方案時，380°C溫度下反應，2%體積濃度的N2O完全分解。
[0021](3)本發明製備的催化劑成本不高，有很高的性價比。
【具體實施方式】
[0022]以下結合實施例對本發明的原理和特徵進行描述。所舉實施例中用N2O的分解百分率表示催化劑的活性。
[0023]實施例一
[0024]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液(質量濃度為3%，以下各實施例的氨水濃度與此相同)中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。500°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0025]N2O分解反應條件:取催化劑裝入反應管，置入反應爐。通入反應氣2%N20/4%02/94%Ar (體積百分數)，空速為8.4升/小時/克(催化劑)。以下各實施例的N2O分解反應條件與此相同。
[0026]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達90.3%。
[0027]實施例二
[0028]按Co/Mn=4.0:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。500°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0029]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達61.5%。
[0030]實施例三
[0031]按Co/Mn=9.0:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。500°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0032]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達84.1%。
[0033]實施例四
[0034]按Co/Mn=14.0:1 (物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。500°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0035]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達79.5%。
[0036]實施例五
[0037]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。350°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0038]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達88.2%。
[0039]實施例六
[0040]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。450°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0041 ] 反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達89.1%。
[0042]實施例七
[0043]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。550°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0044]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達76.3%。
[0045]實施例八
[0046]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。500°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。
[0047]按K/ (Co+Mn) =0.03 (物質的量之比)，配製一定濃度的碳酸鉀溶液，等體積浸潰鈷錳二元金屬氧化物，80°C乾燥12小時，500°C焙燒4小時，製得改性鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0048]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達100%。
[0049]實施例九
[0050]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。500°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。
[0051]按Cs/ (Co+Mn) =0.03 (物質的量之比)，配製一定濃度的碳酸銫溶液，等體積浸潰鈷錳二元金屬氧化物，80°C乾燥12小時，500°C焙燒4小時，製得改性鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0052]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達100%。
[0053]實施例十
[0054]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。500°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。
[0055]按Na/ (Co+Mn) =0.03 (物質的量之比)，配製一定濃度的碳酸鈉溶液，等體積浸潰鈷錳二元金屬氧化物，80°C乾燥12小時，500°C焙燒4小時，製得改性鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0056]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達83.6%。
[0057]實施例1^一
[0058]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。500°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。
[0059]按K/ (Co+Mn) =0.03 (物質的量之比)，配製一定濃度的草酸鉀溶液，等體積浸潰鈷錳二元金屬氧化物，80°C乾燥12小時，500°C焙燒4小時，製得改性鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0060]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達100%。[0061]實施例十二
[0062]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。500°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。
[0063]按K/ (Co+Mn) =0.03 (物質的量之比)，配製一定濃度的硝酸鉀溶液，等體積浸潰鈷錳二元金屬氧化物，80°C乾燥12小時，500°C焙燒4小時，製得改性鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0064]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達91.9%。
[0065]實施例十三
[0066]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。500°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。
[0067]按K/(Co+Mn) =0.03 (物質的量之比)，配製一定濃度的乙酸鉀溶液，等體積浸潰鈷錳二元金屬氧化物，80°C乾燥12小時，500°C焙燒4小時，製得改性鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0068]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達91.0%。
[0069]實施例十四
[0070]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。500°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。
[0071]按K/(Co+Mn) =0.01 (物質的量之比)，配製一定濃度的碳酸鉀溶液，等體積浸潰鈷錳二元金屬氧化物，80°C乾燥12小時，500°C焙燒4小時，製得改性鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0072]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達95.7%。
[0073]實施例十五
[0074]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。500°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。
[0075]按K/ (Co+Mn) =0.02 (物質的量之比)，配製一定濃度的碳酸鉀溶液，等體積浸潰鈷錳二元金屬氧化物，80°C乾燥12小時，500°C焙燒4小時，製得改性鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0076]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達100%。
[0077]實施例十六
[0078]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。500°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。
[0079]按K/ (Co+Mn) =0.04 (物質的量之比)，配製一定濃度的碳酸鉀溶液，等體積浸潰鈷錳二元金屬氧化物，80°C乾燥12小時，500°C焙燒4小時，製得改性鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0080]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達93.2%。
[0081]實施例十七
[0082]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，80°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。500°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。
[0083]按K/ (Co+Mn) =0.06 (物質的量之比)，配製一定濃度的碳酸鉀溶液，等體積浸潰鈷錳二元金屬氧化物，80°C乾燥12小時，500°C焙燒4小時，製得改性鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0084]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達65.4%。
[0085]實施例十八
[0086]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，70°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。350°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。
[0087]按K/ (Co+Mn) =0.03 (物質的量之比)，配製一定濃度的碳酸鉀溶液，等體積浸潰鈷錳二元金屬氧化物，70°C乾燥12小時，350°C焙燒4小時，製得改性鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0088]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達93.8%。
[0089]實施例十九
[0090]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，90°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。450°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。
[0091]按K/(Co+Mn) =0.03 (物質的量之比)，配製一定濃度的碳酸鉀溶液，等體積浸潰鈷錳二元金屬氧化物，90°C乾燥12小時，450°C焙燒4小時，製得改性鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0092]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達96.7%。
[0093]實施例二十
[0094]按Co/Mn=6.5:1(物質的量之比)，配製金屬離子總濃度為0.5mol/L的硝酸鈷和硝酸錳的混合鹽溶液，滴入氨水溶液中，進行沉澱反應，並補充新的氨水溶液以維持沉澱液的pH=10。離心分離沉澱物並水洗至濾液為中性，90°C乾燥12小時，製得鈷錳二元金屬氫氧化物。550°C焙燒4小時，製得鈷錳二元金屬氧化物。
[0095]按K/ (Co+Mn) =0.03 (物質的量之比)，配製一定濃度的碳酸鉀溶液，等體積浸潰鈷錳二元金屬氧化物，90°C乾燥12小時，550°C焙燒4小時，製得改性鈷錳二元金屬氧化物。作為催化劑用於N2O分解反應。
[0096]反應溫度400°C時，測得N2O的分解百分率達81.2%。
[0097]通過上述實施例可以得知:
[0098]1.本發明製備的催化劑中，鈷和錳的物質的量之比是一個關鍵技術，所選擇的鈷錳比例製備的鈷錳二元金屬氧化物有較好的催化作用，鈷錳比例過低和過高都將降低催化劑的活性。
[0099]2.本發明製備的催化劑中，在鈷錳二元金屬氧化物表面浸潰的助劑類型也是一個關鍵技術，所選擇的助劑為碳酸鉀或草酸鉀或碳酸銫，對鈷錳二元金屬氧化物都有較好的助催化作用。而選擇其它助劑(如碳酸鈉)，催化活性反而低於不載助劑的催化劑。
[0100]3.本發明製備的催化劑中，在鈷錳二元金屬氧化物表面浸潰的鉀鹽類型是另一個關鍵技術，所選擇的碳酸鉀、草酸鉀對鈷錳二元金屬氧化物有較好的助催化作用，而選擇其它鉀鹽(如硝酸鉀、乙酸鉀)，對鈷錳二元金屬氧化物也有助催化作用，但作用不大。
[0101 ] 4.本發明製備的催化劑中，在鈷錳二元金屬氧化物表面浸潰碳酸鉀溶液，製備鉀改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑，鉀的負載量是經過大量實驗研究得到的範圍，鉀負載量過低和過高都將降低催化劑的活性。特別是，過高的鉀負載量的催化劑活性反而低於不載鉀的催化劑。
[0102]5.鉀改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的焙燒溫度也是本發明的一個關鍵技術，焙燒溫度過低和過高都將降低催化劑的活性。
[0103]以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的製備方法，包括以下步驟: 1)用弱鹼沉澱法合成鈷錳二元金屬氫氧化物，其中，鈷和錳的物質的量之比為(4.0?14.0):1，並將所述的鈷錳二元金屬氫氧化物在350°C?550°C溫度下焙燒，得到焙燒後的鈷錳二元金屬氧化物； 2)選用助劑碳酸鉀、草酸鉀或碳酸銫中的任意一種溶液或碳酸鉀與草酸鉀的混合溶液等體積浸潰經步驟I)處理得到的所述焙燒後的鈷錳二元金屬氧化物； 3)將經過步驟2)浸潰的鈷錳二元金屬氧化物在70°C?90°C溫度下乾燥，得到乾燥後的鈷錳二元金屬氧化物； 4)將經過步驟3)處理得到的所述乾燥後的鈷錳二元金屬氧化物在350°C?550°C溫度下焙燒，得到改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑。
2.根據權利要求1所述的改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的製備方法，其特徵在於:步驟I)中，所述鈷錳二元金屬氫氧化物中鈷和錳的物質的量之比為(6.5?9.0):1。
3.根據權利要求1所述的改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的製備方法，其特徵在於:步驟I)中，將所述鈷錳二元金屬氫氧化物在450°C?500°C溫度下焙燒，製備所述焙燒後的鈷錳二元金屬氧化物。
4.根據權利要求1所述的改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的製備方法，其特徵在於:步驟2)中，所述助劑中鉀或銫的物質的量與所述焙燒後的鈷錳二元金屬氧化物的鈷錳物質的量之和的比值為0.0l?0.04。
5.根據權利要求4所述的改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的製備方法，其特徵在於:步驟2)中，所述助劑中鉀或銫的物質的量與所述焙燒後的鈷錳二元金屬氧化物的鈷錳物質的量之和的比值為0.02?0.03。
6.根據權利要求1所述的改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的製備方法，其特徵在於:步驟4)中，所述乾燥後的鈷錳二元金屬氧化物在450°C?500°C溫度下焙燒，得到改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑。
7.權利要求1至6任一所述的改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑的製備方法製得的改性鈷錳二元金屬氧化物催化劑在高濃度一氧化二氮廢氣分解中作為催化劑的應用。
【文檔編號】B01D53/86GK103877989SQ201410083889
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月7日 優先權日:2014年3月7日
【發明者】徐秀峰 申請人:煙臺大學