纤维状纳米多孔V₂O₅-K₂SO₄/复合载体催化剂及其应用

摘要

本发明公开了一种纤维状纳米多孔V2O5-K2SO4/复合载体催化剂及其制备方法。即采用纳米碳纤维模板技术可以先将纤维状纳米多孔金属氧化物固化在有序结构的宏观基体材料上，以此得到复合载体，后将复合载体涂层负载相应的活性组分V2O5-K2SO4，最终得到纤维状纳米多孔V2O5-K2SO4/复合载体催化剂。本发明的纤维状纳米多孔V2O5-K2SO4/复合载体催化剂具有很强的吸附和催化性能,可以克服催化反应中使用传统纳米粉末催化剂所带来的各种弊端，如压力降和热传递问题、以及接触效率低和催化剂难于分离等，能更为有效地降低柴油车尾气中碳黑颗粒的排放。

主权项

一种纤维状纳米多孔V2O5‑K2SO4/复合载体催化剂，其特征在于其通过如下方 法制备：（1）、在有序结构宏观基体材料上合成碳纳米纤维以Ni、Co或Fe金属作催化剂活性组分，以有序结构的宏观基体材料为载体，以CH4、C2H4或CO气体作为碳源，控制气体流量在20‑30 mL/min，温度在550‑600℃，常压下反应2‑3h即可得到固化在有序结构宏观基体材料上的碳纳米纤维；金属催化剂用量为宏观基体材料的1%；所述的有序结构的宏观基体材料为棒状纤维、蛭石、水滑石、蜂窝陶瓷体或多孔阳极氧化铝膜（AAO）；所述的棒状纤维为SiO2纤维或Al2O3纤维；（2）、复合载体的制备以步骤（1）所得的固化在有序结构宏观基体材料上的碳纳米纤维为模板在有序结构的宏观基体材料上合成金属氧化物，得到复合载体；所述的金属氧化物为Al2O3、TiO2或SiO2；（3）、V2O5‑K2SO4/复合载体催化剂的制备在80℃水浴和搅拌条件下将一定量NH4VO3和草酸溶解于去离子水中，然后继续向溶液中慢慢加入一定量的K2SO4，搅拌溶解后直至得到深蓝色溶液；其中NH4VO3、草酸、K2SO4和去离子水的配比按NH4VO3：草酸：K2SO4：去离子水3.2mol：3.2mol：1.6mol：1L计算；将步骤（2）得到的复合载体浸渍在上述所得的深蓝色溶液中1‑2h，随后样品在烘箱中120℃条件下烘干5‑6h，然后取出放置于马弗炉中，马弗炉以8‑10℃/min的升温速率由室温升至350℃焙烧24h后冷却到室温，最终得到纤维状纳米多孔V2O5‑K2SO4/复合载体催化剂。