一种制备氧化亚铜掺杂的oms-2催化剂的方法
一种制备氧化亚铜掺杂的oms-2催化剂的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制备催化剂的方法，具体涉及一种制备氧化亚铜掺杂的OMS-2催化剂的方法。
【背景技术】
[0002]挥发性有机物(volatile organic compounds，简称VOCs)尤其是苯系污染物的排放，严重影响环境和人类健康。苯、甲苯和二甲苯作为重要的化学原料和良好的有机溶剂，在医药、化工及建筑装饰材料等工业化生产中被广泛使用。VOCs经排放进入环境后严重危害环境和人类健康。催化燃烧可以在催化剂的作用下，将VOCs直接转化为二氧化碳和水。因此，它是最具有发展前景的一种技术，而开发低温高效催化剂是催化燃烧的关键环节。MnO2具有可变的价态、丰富的孔结构和优良的热稳定性等特点，在环境催化领域一直受到关注。二氧化锰具有α，β，γ，δ等多种晶型。氧化锰八面体分子筛(0MS-2)属于a -MnO2之一。0MS-2具有隧道状的结构，其分子式可写成KMn8O16, 0MS-2由于具有大量敞开的层间和孔道结构、混合价态的锰离子(Mn2 +、Mn3 +和Mn4 + )、温和的表面酸碱性和表面疏水性等结构特点，对苯系污染物类的催化燃烧表现出优异的效果。但相比于贵金属催化剂，0MS-2的低温活性还有待提高。相关研宄发现，将Cu掺入MnO2可以提高催化活性。目前，Cu掺杂的MnO2的制备方法主要有，微乳液法、共沉淀法和浸渍法等。Li等人(W.B.Li，W.B.Chu, M.Zhang, J.Hua.Catal.Today, 2004，93—95: 205— 209.)以Cu(CH3COO)2和Mn(NO3)2为原料，在H2O/正辛醇/环己烷等的反相微乳液中，得到了 Mn-Cu复合物，用于甲苯的催化燃烧；Morales 等(M.R.Morales, B.P.Barbero, L.E.Cachis.Fuel.2008,87:1177 - 1186.)以Mn (NO3) 2和Cu (NO 3) 2为原料，Na (CO 3) 2为沉淀剂，采用共沉淀法得到了Mn-Cu复合物，用于乙醇等的催化燃烧；Li等(T.Y.Li, S.J.Chiang, B.J.Liaw, Y.Z.Chen.Appl.Catal.B: Environmental.2011, 103:143 - 148.)以Cu (NO3)2,Mn(NO3)2和Ce (NO3)3等为原料，采用初始浸渍法得到了 CuO/Ce ^xMnxO2材料，用于苯的催化氧化；中国专利(申请号CN 102626636 A)孙伟等人报道，将硫酸锰、高锰酸钾和硫酸铜在反应釜中加热到140-180°C，反应10-18小时，得到了纳米二氧化锰复合的氧化铜催化剂，用于次氯酸钠分解；中国专利(申请号CN 102319573 A)将拟薄水铝石、尿素、表面活性剂、金属硝酸盐和去离子水等反应制成溶胶浆液，并将堇青石蜂窝载体浸泡其中，得到了铜锰复合氧化物整体式催化剂。以上文献或专利报道中，CuO-MnO2复合物的制备或需要先得到锰和铜的氢氧化物，高温焙烧得到二者的混合氧化物；或将锰和铜的盐先混合，经过焙烧到CuO- 1^02复合物。或经过高温高压，较长时间反应，得到二者混合物。上述方法，制备过程相对繁杂，生广成本尚。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种制备氧化亚铜掺杂的0MS-2催化剂的方法，克服了现有铜掺杂氧化锰催化剂制备存在的步骤繁杂的缺陷，降低了成本。
[0004]本发明解决其技术问题采取的技术方案是这样的:以丙醛、斐林试剂(Fehling试剂)和高锰酸钾溶液为原料，在同一体系中，以高锰酸钾为氧化剂，丙醛为还原剂发生氧化还原反应生成OMS-2 ;以斐林试剂为氧化剂，丙醛为还原剂，将Cu2+还原为Cu 20，并均匀掺杂于新生成的OMS-2中，同步氧化还原法得到掺铜的氧化锰八面体分子筛Cu20-0MS-2材料。所得到的材料具有164.423m2/g的比表面积，以邻二甲苯为目标污染物，评价材料的催化燃烧性能。
[0005]具体的，本发明给出的制备氧化亚铜掺杂的OMS-2催化剂的方法，包括以下步骤: Cl)按照铜、锰摩尔比量取斐林试剂甲液和斐林试剂乙液并混合，向混合液中滴入丙醛，35°C下磁力搅拌10?15min，得到反应前躯物；
(2)称取0.02mol的KMnO4溶于50mL蒸馏水中，在35°C水浴磁力搅拌下将其滴入步骤(I)所得反应前驱物中，再逐滴分别加入丙醛，滴加完毕后在35°C水浴中继续搅拌20?24h，过滤、水洗至中性并进行醇洗，在100?120°C下干燥12?20h，400°C焙烧6?8h，得到氧化亚铜掺杂的0MS-2催化剂材料，标示为XCu20-0MS-2，其中X表示铜、锰摩尔比。
[0006]本发明的制备方法，步骤(I)中，铜、锰摩尔比分别为0:1、0.02:1,0.025:1、0.03:1 ;斐林试剂甲液O?15mL、斐林试剂乙液O?30mL ;丙醛用量O?0.75mL ；
本发明的制备方法，步骤(2)中，丙醛的加入量分别是1.46 mL、l.86mL、1.96 mL、2.21
mL，
本发明的制备方法，所说的斐林试剂的配制方法如下:
斐林试剂甲液:称取3.02g Cu(NO3)2.3Η20加入蒸馏水溶解并稀释至250mL，存放于容量瓶中，待用。
[0007]斐林试剂乙液:称取14.1Ig C4H4O6KNa.4H20和3.3gK0H混合后加入蒸馏水溶解并稀释至500mL，存放于容量瓶中，待用。
[0008]本发明，在同一体系中，以高锰酸钾为氧化剂，丙醛为还原剂，制备得到0MS-2 ;同时，以斐林试剂为氧化剂，丙醛为还原剂，得到Cu20，并掺杂于新生成的0MS-2中，一步得到Cu20-0MS-2 材料。
[0009]本发明还给出了 Cu20-0MS-2的应用，具体就是催化剂XCu20-0MS-2在低温催化燃烧消除VOCs气体中的应用。以邻二甲苯为代表的VOCs气体催化燃烧消除反应在固定床石英管反应器中进行。以XCu20-0MS-2为催化剂，通入混有邻二甲苯与模拟空气(N2/02=4/l)的混合气体，其中邻二甲苯的浓度为450ppm，气流空速为720(?'利用装有双FID的气相色谱检测邻二甲苯的转化率和0)2的产率。
[0010]本发明取得的有益效果如下:采用同步氧化还原法制备得到XCu20-0MS-2材料，制备过程简单；XCu20-0MS-2可在190?210°C将450ppm邻二甲苯完全转化为0)2和H2O ;催化燃烧温度低，处理效率高，没有二次污染。
【附图说明】
[0011]图1是实施例1，2，3，4制备的XCu20-0MS-2催化剂的催化活性测试数据图。
[0012]图2是实施例1，2，3，4制备的XCu20_0MS_2催化剂的XRD图。
[0013]图3是实施例1制备的0Cu20-0MS-2催化剂的扫描电镜图和能量色散型X射线光谱仪(EDX)图谱。
[0014]图4是实施例2制备的0.02Cu20-0MS-2催化剂的扫描电镜图和能量色散型X射线光谱仪(EDX)图谱。
[ 0015]图5是实施例3制备的0.025Cu20-0MS-2催化剂的扫描电镜图和能量色散型X射线光谱仪(EDX)图谱。
[0016]图6是实施例4制备的0.03Cu20-0MS-2催化剂的扫描电镜图和能量色散型X射线光谱仪(EDX)图谱。
【具体实施方式】
[0017]以下实施例用于说明本发明。
[0018]实施例1
(I)称取0.02mol的KMnO4溶于50mL蒸馏水中，搅拌下在35°C水浴中滴入1.46mL丙醛，滴定完毕，在35°C水浴中继续搅拌24h。然后过滤后水洗至中性并进行醇洗，110°C干燥20h，400°C焙烧 6h，得到 O Cu2O -0MS-2 催化剂。
[0019](2)催化剂活性评价
邻二甲苯浓度为450ppm，气流空速为72001^。气相色谱双FID检测邻二甲苯的转化率和0)2的产率。以所制备材料为催化剂完全催化燃烧消除邻二甲苯(邻二甲苯100%转化)的温度为200°C，193°C时邻二甲苯的转化率达到50%，当温度在190 °C?200°C的范围内，邻二甲苯转化率直线升高直至达到100 %，在邻二甲苯的催化燃烧消除反应中，邻二甲苯完全转化成0)2和H 20。
[0020]实施例2
(O斐林试剂的制备
制备斐林试剂甲液:称取3.02g Cu(NO3)2.3Η20加入蒸馏水溶解并稀释至250mL，存放于容量瓶中。
[0021]制备斐林试剂乙液:称取14.1lg C4H4O6KNa.4H20和3.3g KOH混合后加入蒸馏水溶解并稀释至500mL，存放于容量瓶中。
[0022](2)按照铜锰摩尔比为0.02量取8mL斐林试剂甲液和16mL斐林试剂乙液并混合，并向其中滴入0.4mL丙醛，35°C下磁力搅拌10?15min，得到反应前躯体；
(3)称取0.02mol的KMnO4溶于50mL蒸馏水中，在35°C水浴磁力搅拌下滴入反应前驱物，再逐滴加入1.46mL丙醛，滴加完毕后在35°C水浴中继续搅拌20?24h。过滤后水洗至中性并进行醇洗，在100?120°C下干燥12?20h，400°C焙烧6?8h，得到0.02Cu20-0MS_2催化剂。
[0023](4)催化剂活性评价(催化剂的评价过程同实施例1)，以所制备材料为催化剂，完全催化燃烧消除邻二甲苯(邻二甲苯100%转化)的温度为210°C，188°C时邻二甲苯的转化率达到50 %，当温度在180°C?210°C的范围内，邻二甲苯转化率直线升高直至达到100 %，在邻二甲苯的催化燃烧消除反应中，邻二甲苯完全转化成0)2和H20。
[0024]实施例3
(O斐林试剂的制备与实施例2相同。
[0025](2)按照铜锰摩尔比为0.025量取1mL斐林试剂甲液和20mL斐林试剂乙液并混合，并向其中滴入0.5mL丙醛，35°C下磁力搅拌10?15min，得到反应前躯物；
(3)称取0.02mol的KMnO4溶于50mL蒸馏水中，在35°C水浴磁力搅拌下滴入反应前驱体，再逐滴加入1.46mL丙醛，滴加完毕后在35°C水浴中继续搅拌20?24h。过滤后水洗至中性并进行醇洗，在100?120°C下干燥12?20h，400°C焙烧6_8h，得到0.025Cu20-0MS_2催化剂。
[0026](4)催化剂活性评价
评价过程同实施例1。以所制备材料为催化剂完全催化燃烧消除邻二甲苯(邻二甲苯100%转化)的温度为200°C，175°C时邻二甲苯的转化率达到50%，当温度在170°C?200°C的范围内，邻二甲苯转化率直线升高直至达到100 %，在邻二甲苯的催化燃烧消除反应中，邻二甲苯完全转化成0)2和H20。
[0027]实施例4
(O斐林试剂的制备与实施例2相同。
[0028](2)按照铜锰摩尔比为0.03量取15mL斐林试剂甲液和30mL斐林试剂乙液并混合，并向其中滴入0.75mL丙醛，35°C下磁力搅拌10?15min，得到反应前躯物；
(3)称取0.02mol的KMnO4溶于50mL蒸馏水中，在35°C水浴磁力搅拌下滴入反应前驱体，再逐滴加入1.46mL丙醛，滴加完毕后在35°C水浴中继续搅拌20?24h。过滤后水洗至中性并进行醇洗，在100?120°C下干燥12?20h，400°C焙烧6?8h，得到0.03Cu20-0MS_2催化剂。
[0029](4)催化剂活性评价
催化剂的评价过程同实施例1。以所制备材料为催化剂完全催化燃烧消除邻二甲苯(邻二甲苯100%转化)的温度为210°C，189°C时邻二甲苯的转化率达到50%，当温度在180°C?220°C的范围内，邻二甲苯转化率直线升高直至达到100 %，在邻二甲苯的催化燃烧消除反应中，邻二甲苯完全转化成0)2和H 20。
【主权项】
1.一种制备氧化亚铜掺杂的0MS-2催化剂的方法，其特征在于包括以下步骤: (l)按照铜、锰摩尔比量取斐林试剂甲液和斐林试剂乙液并混合，向混合液中滴入丙醛，35°C下磁力搅拌10?15min，得到反应前躯物； (2 )称取0.02mol的KMnO4溶于50mL蒸馏水中，在35°C水浴磁力搅拌下将其分别滴入步骤(I)所得反应前驱物中，再逐滴分别加入丙醛，滴加完毕后在35°C水浴中继续搅拌20?24h，过滤、水洗至中性并进行醇洗，在100?120°C下干燥12?20h，400°C焙烧6?8h，得到氧化亚铜掺杂的0MS-2催化剂材料，标示为XCu20-0MS-2，其中X表示铜、锰摩尔比。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤(I)中，铜、锰摩尔比分别为0:1、.0.02:1,0.025:1,0.03:1,斐林试剂甲液用量O?15mL、斐林试剂乙液用量O?30mL，丙醛用量O?0.75mL ;步骤(2)中，丙醛的加入量分别是1.46 mL、l.86mL、1.96 mL、2.21 mL，X 分别对应 0:1、0.02:1,0.025:1,0.03:1。
【专利摘要】本发明公开了一种制备氧化亚铜掺杂的OMS-2催化剂的方法。以丙醛、斐林试剂（Fehling试剂）和高锰酸钾溶液为原料，在同一体系中，以高锰酸钾为氧化剂，丙醛为还原剂发生氧化还原反应生成OMS-2；以斐林试剂为氧化剂，丙醛为还原剂，将Cu2+还原为Cu2O并掺杂于新生成的OMS-2中，从而得到氧化亚铜掺杂的氧化锰八面体分子筛XCu2O-OMS-2催化剂材料，其中，X表示铜锰摩尔比。制备过程简单。以XCu2O-OMS-2为催化剂，以邻二甲苯为目标污染物，评价材料的催化燃烧性能，在190～210℃将450ppm邻二甲苯完全转化为CO2和H2O。催化燃烧温度低，处理效率高，没有二次污染。
【IPC分类】F23G7/07, B01J23/889
【公开号】CN104888801
【申请号】CN201510261067
【发明人】吴银素, 魏倩, 冯瑞
【申请人】河北师范大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月21日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制备催化剂的方法，具体涉及一种制备氧化亚铜掺杂的OMS-2催化剂的方法。
【背景技术】
[0002]挥发性有机物(volatile organic compounds，简称VOCs)尤其是苯系污染物的排放，严重影响环境和人类健康。苯、甲苯和二甲苯作为重要的化学原料和良好的有机溶剂，在医药、化工及建筑装饰材料等工业化生产中被广泛使用。VOCs经排放进入环境后严重危害环境和人类健康。催化燃烧可以在催化剂的作用下，将VOCs直接转化为二氧化碳和水。因此，它是最具有发展前景的一种技术，而开发低温高效催化剂是催化燃烧的关键环节。MnO2具有可变的价态、丰富的孔结构和优良的热稳定性等特点，在环境催化领域一直受到关注。二氧化锰具有α，β，γ，δ等多种晶型。氧化锰八面体分子筛(0MS-2)属于a -MnO2之一。0MS-2具有隧道状的结构，其分子式可写成KMn8O16, 0MS-2由于具有大量敞开的层间和孔道结构、混合价态的锰离子(Mn2 +、Mn3 +和Mn4 + )、温和的表面酸碱性和表面疏水性等结构特点，对苯系污染物类的催化燃烧表现出优异的效果。但相比于贵金属催化剂，0MS-2的低温活性还有待提高。相关研宄发现，将Cu掺入MnO2可以提高催化活性。目前，Cu掺杂的MnO2的制备方法主要有，微乳液法、共沉淀法和浸渍法等。Li等人(W.B.Li，W.B.Chu, M.Zhang, J.Hua.Catal.Today, 2004，93—95: 205— 209.)以Cu(CH3COO)2和Mn(NO3)2为原料，在H2O/正辛醇/环己烷等的反相微乳液中，得到了 Mn-Cu复合物，用于甲苯的催化燃烧；Morales 等(M.R.Morales, B.P.Barbero, L.E.Cachis.Fuel.2008,87:1177 - 1186.)以Mn (NO3) 2和Cu (NO 3) 2为原料，Na (CO 3) 2为沉淀剂，采用共沉淀法得到了Mn-Cu复合物，用于乙醇等的催化燃烧；Li等(T.Y.Li, S.J.Chiang, B.J.Liaw, Y.Z.Chen.Appl.Catal.B: Environmental.2011, 103:143 - 148.)以Cu (NO3)2,Mn(NO3)2和Ce (NO3)3等为原料，采用初始浸渍法得到了 CuO/Ce ^xMnxO2材料，用于苯的催化氧化；中国专利(申请号CN 102626636 A)孙伟等人报道，将硫酸锰、高锰酸钾和硫酸铜在反应釜中加热到140-180°C，反应10-18小时，得到了纳米二氧化锰复合的氧化铜催化剂，用于次氯酸钠分解；中国专利(申请号CN 102319573 A)将拟薄水铝石、尿素、表面活性剂、金属硝酸盐和去离子水等反应制成溶胶浆液，并将堇青石蜂窝载体浸泡其中，得到了铜锰复合氧化物整体式催化剂。以上文献或专利报道中，CuO-MnO2复合物的制备或需要先得到锰和铜的氢氧化物，高温焙烧得到二者的混合氧化物；或将锰和铜的盐先混合，经过焙烧到CuO- 1^02复合物。或经过高温高压，较长时间反应，得到二者混合物。上述方法，制备过程相对繁杂，生广成本尚。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种制备氧化亚铜掺杂的0MS-2催化剂的方法，克服了现有铜掺杂氧化锰催化剂制备存在的步骤繁杂的缺陷，降低了成本。
[0004]本发明解决其技术问题采取的技术方案是这样的:以丙醛、斐林试剂(Fehling试剂)和高锰酸钾溶液为原料，在同一体系中，以高锰酸钾为氧化剂，丙醛为还原剂发生氧化还原反应生成OMS-2 ;以斐林试剂为氧化剂，丙醛为还原剂，将Cu2+还原为Cu 20，并均匀掺杂于新生成的OMS-2中，同步氧化还原法得到掺铜的氧化锰八面体分子筛Cu20-0MS-2材料。所得到的材料具有164.423m2/g的比表面积，以邻二甲苯为目标污染物，评价材料的催化燃烧性能。
[0005]具体的，本发明给出的制备氧化亚铜掺杂的OMS-2催化剂的方法，包括以下步骤: Cl)按照铜、锰摩尔比量取斐林试剂甲液和斐林试剂乙液并混合，向混合液中滴入丙醛，35°C下磁力搅拌10?15min，得到反应前躯物；
(2)称取0.02mol的KMnO4溶于50mL蒸馏水中，在35°C水浴磁力搅拌下将其滴入步骤(I)所得反应前驱物中，再逐滴分别加入丙醛，滴加完毕后在35°C水浴中继续搅拌20?24h，过滤、水洗至中性并进行醇洗，在100?120°C下干燥12?20h，400°C焙烧6?8h，得到氧化亚铜掺杂的0MS-2催化剂材料，标示为XCu20-0MS-2，其中X表示铜、锰摩尔比。
[0006]本发明的制备方法，步骤(I)中，铜、锰摩尔比分别为0:1、0.02:1,0.025:1、0.03:1 ;斐林试剂甲液O?15mL、斐林试剂乙液O?30mL ;丙醛用量O?0.75mL ；
本发明的制备方法，步骤(2)中，丙醛的加入量分别是1.46 mL、l.86mL、1.96 mL、2.21
mL，
本发明的制备方法，所说的斐林试剂的配制方法如下:
斐林试剂甲液:称取3.02g Cu(NO3)2.3Η20加入蒸馏水溶解并稀释至250mL，存放于容量瓶中，待用。
[0007]斐林试剂乙液:称取14.1Ig C4H4O6KNa.4H20和3.3gK0H混合后加入蒸馏水溶解并稀释至500mL，存放于容量瓶中，待用。
[0008]本发明，在同一体系中，以高锰酸钾为氧化剂，丙醛为还原剂，制备得到0MS-2 ;同时，以斐林试剂为氧化剂，丙醛为还原剂，得到Cu20，并掺杂于新生成的0MS-2中，一步得到Cu20-0MS-2 材料。
[0009]本发明还给出了 Cu20-0MS-2的应用，具体就是催化剂XCu20-0MS-2在低温催化燃烧消除VOCs气体中的应用。以邻二甲苯为代表的VOCs气体催化燃烧消除反应在固定床石英管反应器中进行。以XCu20-0MS-2为催化剂，通入混有邻二甲苯与模拟空气(N2/02=4/l)的混合气体，其中邻二甲苯的浓度为450ppm，气流空速为720(?'利用装有双FID的气相色谱检测邻二甲苯的转化率和0)2的产率。
[0010]本发明取得的有益效果如下:采用同步氧化还原法制备得到XCu20-0MS-2材料，制备过程简单；XCu20-0MS-2可在190?210°C将450ppm邻二甲苯完全转化为0)2和H2O ;催化燃烧温度低，处理效率高，没有二次污染。
【附图说明】
[0011]图1是实施例1，2，3，4制备的XCu20-0MS-2催化剂的催化活性测试数据图。
[0012]图2是实施例1，2，3，4制备的XCu20_0MS_2催化剂的XRD图。
[0013]图3是实施例1制备的0Cu20-0MS-2催化剂的扫描电镜图和能量色散型X射线光谱仪(EDX)图谱。
[0014]图4是实施例2制备的0.02Cu20-0MS-2催化剂的扫描电镜图和能量色散型X射线光谱仪(EDX)图谱。
[ 0015]图5是实施例3制备的0.025Cu20-0MS-2催化剂的扫描电镜图和能量色散型X射线光谱仪(EDX)图谱。
[0016]图6是实施例4制备的0.03Cu20-0MS-2催化剂的扫描电镜图和能量色散型X射线光谱仪(EDX)图谱。
【具体实施方式】
[0017]以下实施例用于说明本发明。
[0018]实施例1
(I)称取0.02mol的KMnO4溶于50mL蒸馏水中，搅拌下在35°C水浴中滴入1.46mL丙醛，滴定完毕，在35°C水浴中继续搅拌24h。然后过滤后水洗至中性并进行醇洗，110°C干燥20h，400°C焙烧 6h，得到 O Cu2O -0MS-2 催化剂。
[0019](2)催化剂活性评价
邻二甲苯浓度为450ppm，气流空速为72001^。气相色谱双FID检测邻二甲苯的转化率和0)2的产率。以所制备材料为催化剂完全催化燃烧消除邻二甲苯(邻二甲苯100%转化)的温度为200°C，193°C时邻二甲苯的转化率达到50%，当温度在190 °C?200°C的范围内，邻二甲苯转化率直线升高直至达到100 %，在邻二甲苯的催化燃烧消除反应中，邻二甲苯完全转化成0)2和H 20。
[0020]实施例2
(O斐林试剂的制备
制备斐林试剂甲液:称取3.02g Cu(NO3)2.3Η20加入蒸馏水溶解并稀释至250mL，存放于容量瓶中。
[0021]制备斐林试剂乙液:称取14.1lg C4H4O6KNa.4H20和3.3g KOH混合后加入蒸馏水溶解并稀释至500mL，存放于容量瓶中。
[0022](2)按照铜锰摩尔比为0.02量取8mL斐林试剂甲液和16mL斐林试剂乙液并混合，并向其中滴入0.4mL丙醛，35°C下磁力搅拌10?15min，得到反应前躯体；
(3)称取0.02mol的KMnO4溶于50mL蒸馏水中，在35°C水浴磁力搅拌下滴入反应前驱物，再逐滴加入1.46mL丙醛，滴加完毕后在35°C水浴中继续搅拌20?24h。过滤后水洗至中性并进行醇洗，在100?120°C下干燥12?20h，400°C焙烧6?8h，得到0.02Cu20-0MS_2催化剂。
[0023](4)催化剂活性评价(催化剂的评价过程同实施例1)，以所制备材料为催化剂，完全催化燃烧消除邻二甲苯(邻二甲苯100%转化)的温度为210°C，188°C时邻二甲苯的转化率达到50 %，当温度在180°C?210°C的范围内，邻二甲苯转化率直线升高直至达到100 %，在邻二甲苯的催化燃烧消除反应中，邻二甲苯完全转化成0)2和H20。
[0024]实施例3
(O斐林试剂的制备与实施例2相同。
[0025](2)按照铜锰摩尔比为0.025量取1mL斐林试剂甲液和20mL斐林试剂乙液并混合，并向其中滴入0.5mL丙醛，35°C下磁力搅拌10?15min，得到反应前躯物；
(3)称取0.02mol的KMnO4溶于50mL蒸馏水中，在35°C水浴磁力搅拌下滴入反应前驱体，再逐滴加入1.46mL丙醛，滴加完毕后在35°C水浴中继续搅拌20?24h。过滤后水洗至中性并进行醇洗，在100?120°C下干燥12?20h，400°C焙烧6_8h，得到0.025Cu20-0MS_2催化剂。
[0026](4)催化剂活性评价
评价过程同实施例1。以所制备材料为催化剂完全催化燃烧消除邻二甲苯(邻二甲苯100%转化)的温度为200°C，175°C时邻二甲苯的转化率达到50%，当温度在170°C?200°C的范围内，邻二甲苯转化率直线升高直至达到100 %，在邻二甲苯的催化燃烧消除反应中，邻二甲苯完全转化成0)2和H20。
[0027]实施例4
(O斐林试剂的制备与实施例2相同。
[0028](2)按照铜锰摩尔比为0.03量取15mL斐林试剂甲液和30mL斐林试剂乙液并混合，并向其中滴入0.75mL丙醛，35°C下磁力搅拌10?15min，得到反应前躯物；
(3)称取0.02mol的KMnO4溶于50mL蒸馏水中，在35°C水浴磁力搅拌下滴入反应前驱体，再逐滴加入1.46mL丙醛，滴加完毕后在35°C水浴中继续搅拌20?24h。过滤后水洗至中性并进行醇洗，在100?120°C下干燥12?20h，400°C焙烧6?8h，得到0.03Cu20-0MS_2催化剂。
[0029](4)催化剂活性评价
催化剂的评价过程同实施例1。以所制备材料为催化剂完全催化燃烧消除邻二甲苯(邻二甲苯100%转化)的温度为210°C，189°C时邻二甲苯的转化率达到50%，当温度在180°C?220°C的范围内，邻二甲苯转化率直线升高直至达到100 %，在邻二甲苯的催化燃烧消除反应中，邻二甲苯完全转化成0)2和H 20。
【主权项】
1.一种制备氧化亚铜掺杂的0MS-2催化剂的方法，其特征在于包括以下步骤: (l)按照铜、锰摩尔比量取斐林试剂甲液和斐林试剂乙液并混合，向混合液中滴入丙醛，35°C下磁力搅拌10?15min，得到反应前躯物； (2 )称取0.02mol的KMnO4溶于50mL蒸馏水中，在35°C水浴磁力搅拌下将其分别滴入步骤(I)所得反应前驱物中，再逐滴分别加入丙醛，滴加完毕后在35°C水浴中继续搅拌20?24h，过滤、水洗至中性并进行醇洗，在100?120°C下干燥12?20h，400°C焙烧6?8h，得到氧化亚铜掺杂的0MS-2催化剂材料，标示为XCu20-0MS-2，其中X表示铜、锰摩尔比。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:步骤(I)中，铜、锰摩尔比分别为0:1、.0.02:1,0.025:1,0.03:1,斐林试剂甲液用量O?15mL、斐林试剂乙液用量O?30mL，丙醛用量O?0.75mL ;步骤(2)中，丙醛的加入量分别是1.46 mL、l.86mL、1.96 mL、2.21 mL，X 分别对应 0:1、0.02:1,0.025:1,0.03:1。
【专利摘要】本发明公开了一种制备氧化亚铜掺杂的OMS-2催化剂的方法。以丙醛、斐林试剂（Fehling试剂）和高锰酸钾溶液为原料，在同一体系中，以高锰酸钾为氧化剂，丙醛为还原剂发生氧化还原反应生成OMS-2；以斐林试剂为氧化剂，丙醛为还原剂，将Cu2+还原为Cu2O并掺杂于新生成的OMS-2中，从而得到氧化亚铜掺杂的氧化锰八面体分子筛XCu2O-OMS-2催化剂材料，其中，X表示铜锰摩尔比。制备过程简单。以XCu2O-OMS-2为催化剂，以邻二甲苯为目标污染物，评价材料的催化燃烧性能，在190～210℃将450ppm邻二甲苯完全转化为CO2和H2O。催化燃烧温度低，处理效率高，没有二次污染。
【IPC分类】F23G7/07, B01J23/889
【公开号】CN104888801
【申请号】CN201510261067
【发明人】吴银素, 魏倩, 冯瑞
【申请人】河北师范大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月21日
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