一种湿式催化氧化锰基催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种湿式催化氧化锰基催化剂及其制备方法，该催化剂制备是通过将含有锰和铝的混合盐溶液与氢氧化钠和碳酸钠溶液并流滴加到水中，然后经过晶化、过滤、洗涤、干燥和焙烧处理后得到MnAl复合氧化物催化剂，其前体具有层状类水滑石特征。将催化剂用于工业废水和模拟污染物苯酚湿式催化氧化中均表现出高效稳定的催化及脱色效果。本发明制备的锰基催化剂成本低廉，工艺简单，操作容易，易于大规模生产，并且结构和性能重现性好，可用于湿式催化氧化反应体系，避免铜基催化剂的溶出问题。

主权项

一种湿式催化氧化锰基催化剂，其特征在于，所述催化剂为MnAl复合氧化物催化剂，Mn来自二价锰盐，Al来自三价铝盐，按照下述步骤进行制备：（1）步骤1，配制混合盐溶液，称取可溶性锰盐和铝盐溶于水中，配制成总金属离子浓度为0.01～1.20mol/l的混合盐溶液，其中Mn2+与Al3+摩尔比n[Mn2+]/n[Al3+]=（2.0～4.0）：1；上述n[Mn2+]和n[Al3+]分别为混合盐溶液中的Mn2+摩尔数和Al3+摩尔数；（2）步骤2，配制混合碱溶液，选择碱和碳酸盐溶于水中进行制备，其中所述混合碱溶液中碳酸根（CO32‑）和氢氧根（OH‑），与步骤1制备的混合盐溶液中阳离子配比要求如下：CO32‑与Al3+摩尔比n[CO32‑]/n[Al3+]=（2.0～2.5）：1，OH‑与总金属离子摩尔比n[OH‑]/(2n[Mn2+]+3n[Al3+])=（1.6～2.0）：1，其中所述总金属离子为混合盐溶液中金属离子的价态总电荷，上述n[CO32‑]和n[OH‑]分别为混合碱溶液中CO32‑总摩尔数和OH‑的总摩尔数；（3）步骤3，滴定，将步骤（1）中混合盐溶液和步骤（2）中混合碱溶液并流滴加到水中，通过控制两种溶液的滴定速度以保持整个滴定体系的pH为10±0.2；（4）步骤4，将步骤（3）得到的沉淀物于20～120℃条件下，搅拌晶化4～72h，搅拌速度100～300转/min；然后将得到的浆料反复过滤水洗至中性，在40～150℃下烘干后，研磨成细粉，得到催化剂前体；（5）步骤5，焙烧：将步骤（4）得到的催化剂前体置于马弗炉中，以1～10℃·min‑1升温速率从室温20℃升温至400～800℃焙烧1～10h，然后随炉冷却至室温得到催化剂。