H₂O₂快速还原法制备Mn基金属氧化物催化剂及其在VOCs低温催化燃烧中的应用

摘要

本专利是关于一种新型的Mn基金属氧化物（MnO_x）催化剂的制备方法及其在挥发性有机物（VOCs）低温催化燃烧领域的应用。该方法的实施步骤包括了：将KMnO₄和无机液体酸溶解于一定体积的去离子水中形成溶液1；将一定量的H₂O₂用去离子水稀释形成溶液2；在室温条件下，将溶液2逐滴加入到溶液1中；将生成的沉淀老化过夜后进行过滤、洗涤、烘干和高温焙烧后即可以得到所需的MnO_x催化剂。该方法具有简单、快速的特点，可避免水热合成法和直接沉淀法所面临的合成温度高、时间长、废水废渣较多等问题；并且可合成出具有多级结构的MnO_x材料，其较大的比较面积有利于VOCs催化燃烧反应在其表面的进行。在甲苯和甲醛低温催化燃烧中，所合成的MnO_x取得了理想的催化效果。

主权项

H₂O₂快速还原法制备用于VOCs低温催化燃烧的Mn基金属氧化物催化剂，特征在于其根据还原电位的差异（1）‑（3）提出H₂O₂快速还原KMnO₄制MnO_x的化学反应（4）：（1）O₂ + 2H⁺ + 2e = H₂O₂, E^θ= 0.695 V ；（2）MnO₄^－+ 4H⁺ + 3e = MnO₂ + 2H₂O, E^θ = 1.697 V ；（3）MnO₂ + 4H⁺ + 2e = Mn²⁺ + 2H₂O, E^θ = 1.507 V ；（4）2MnO₄^－+ 3H₂O₂ + 2H⁺= 2MnO₂↓ + 3O₂↑ + H₂O 。