本技术涉及一种高效锰基莫来石催化剂,特别是一种富含A位金属缺陷的锰基莫来石催化剂及其制备方法和应用。该制备方法包括将稀土金属盐与锰盐在搅拌条件下混合溶解,随后加入特定组分,通过一系列工艺步骤制得催化剂。该催化剂在催化反应中展现出优异性能,适用于多种工业催化过程。
背景技术
氯代挥发性有机化合物(Cl-VOCs)广泛存在于机械制造、石油化工、制药及喷涂等行业,通过挥发、泄漏和排放等途径释放到大气环境中,可导致臭氧层破坏和光化学烟雾等问题。Cl-VOCs中氯元素的高电负性使其在自然界中难以降解,并容易在生物体内蓄积,表现出较强的环境持久性。尽管催化燃烧技术因能耗低、效率高等优点而在Cl-VOCs处理中得到广泛应用,但该技术仍面临运行温度过高导致毒副产物生成、催化剂氯中毒及水中毒等关键问题。基于此,传统的依赖单一活性氧物种去除Cl-VOCs的催化剂已无法满足实际需求,亟需开发更为高效稳定的催化体系。
锰是在地壳中广泛分布的元素之一,其氧化物(MnO2
、Mn2
O3
、Mn3
O4
等)在制备上具有成本低廉、原料易得等优势,能够有效地催化挥发性有机化合物(VOCs)的燃烧。但这类锰氧化物存在一定的局限性,如:起燃温度高、失活容易、热稳定性差和易烧结等不足。同时,现有的锰氧化物催化剂在湿润气氛下易受水以及氯的毒化,并且由于无法高效活化分子氧,导致Cl-VOCs的转化温度过高。
相比之下,莫来石型氧化物(AB2
O5
)因其独特的双晶场晶体结构而展现出诸多优点。这种结构赋予了莫来石型氧化物优异的稳定性、强大的储/释氧能力、丰富的氧物种以及可控的结构缺陷等。这些特性使得莫来石型氧化物在氯代挥发性有机化合物(Cl-VOCs)的催化燃烧反应中能够表现出更高的活性和更强的稳定性,显示出巨大的应用潜力。因此,亟需开发一种新的莫来石基(SMO)催化剂,以提高对Cl-VOCs的降解能力和在潮湿条件下的抗氯/水中毒性能。
实现思路