本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種泡沫鎳基原位介孔狀催化氧化催化劑的制備方法。

背景技術(shù)：

揮發(fā)性有機(jī)物vocs（volatileorganiccompounds），是指常溫下飽和蒸汽壓大于70pa、常壓下沸點(diǎn)在260℃以下的有機(jī)化合物，或在20℃條件下蒸汽壓大于或者等于10pa具有相應(yīng)揮發(fā)性的全部有機(jī)化合物。voc最常見的有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二異氰酸酯（tdi）、二異氰甲苯酯等。

目前工業(yè)上vocs凈化技術(shù)主要有吸收法、吸附法、冷凝法、生化法、低溫等離子體法、光催化氧化法和催化燃燒法等。催化燃燒法是目前應(yīng)用最廣泛的vocs凈化技術(shù)。指利用催化劑降低有機(jī)物氧化反應(yīng)所需要的活化能，提高反應(yīng)效率，將vocs在較低溫度下進(jìn)行無焰燃燒，并最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等無害物質(zhì)。催化燃燒具有起燃溫度低（200℃~450℃），停留時(shí)間短（~0.25s），催化轉(zhuǎn)化效率高（一般>94%），污染小（生成co2和h2o）。制備高性能的氧化催化劑是催化燃燒技術(shù)的關(guān)鍵。

目前催化燃燒傳統(tǒng)催化劑載體大多為活性碳、分子篩等，活性碳存在吸附易飽和、二次固體廢物處理等缺點(diǎn)，分子篩則還需提高與催化劑的附著力及減小風(fēng)阻。本發(fā)明采用活化的泡沫鎳為基體，通過水熱法在其上原位生長催化劑，不僅有效降低了風(fēng)阻，而且催化劑與泡沫鎳基體附著力良好，具有催化效率高、壽命長、風(fēng)阻小、加熱快等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高催化活性、長使用壽命、風(fēng)阻小、升降溫迅速的新型催化氧化催化劑?；罨菽嚍檩d體，m/mo通過水熱法以小島狀形式原位生長在泡沫鎳上，提供有效的活性位點(diǎn)，制備了一種泡沫鎳基原位介孔狀催化氧化催化劑，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種泡沫鎳基原位介孔狀催化氧化催化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、按摩爾比1:1稱取naoh和na2co3配制成0.1m的堿溶液，將泡沫鎳浸漬里面30min以去表面油污，取出后用去離子水清洗3次，然后浸泡在另配制的5%hno3溶液中酸化30min，取出后用去離子水清洗3次，烘干備用；

步驟二、稱取一定量的金屬前驅(qū)體鹽溶液配制成0.1m乙二醇溶液，將泡沫鎳浸漬里面10s后取出置于350℃熱板上烘干，再重復(fù)浸漬烘干步3~10次，最后將泡沫鎳置于600℃下熱處理2h；

步驟三、稱取一定量的醋酸鋅溶液，配制成0.5m的水溶液，用氨水將溶液ph值調(diào)節(jié)到10~11，再加入一定量的無水乙醇充分?jǐn)嚢?，得反?yīng)液a；

步驟四、將步驟二制備的生長有先驅(qū)晶種的泡沫鎳加入步驟三制備的反應(yīng)液a中，兩者在200℃的高壓釜內(nèi)水熱反應(yīng)12h后取出，用去離子水反復(fù)沖洗上面多余的離子和胺鹽雜質(zhì)，80℃烘箱中干燥后備用；

步驟五、稱取一定量的貴金屬鹽配制成0.1m的水溶液，按貴金屬/反應(yīng)液a金屬氧化物質(zhì)量比0.01%~5%將貴金屬鹽加入到步驟四得到的泡沫鎳上，通過光反應(yīng)將貴金屬沉積在金屬氧化物上，最后將泡沫鎳置于450℃，n2氣氛下熱處理4h，得到泡沫鎳基島狀m/mo型催化氧化催化劑

優(yōu)選的，步驟二中的金屬前驅(qū)體鹽為醋酸鋅、醋酸鐵、鈦酸正丁酯中的一種或幾種。

優(yōu)選的，步驟三所得到的反應(yīng)液a金屬氧化物與泡沫鎳?yán)碚撡|(zhì)量比在10%~50%。

優(yōu)選的，步驟五制得的催化劑用于催化氧化揮發(fā)性有機(jī)物氣體，反應(yīng)條件為220~400℃，將揮發(fā)性有機(jī)物氧化分解為co2和h2o。

優(yōu)選的，揮發(fā)性有機(jī)物包括乙醇、乙酸乙酯、甲苯、乙酸丁酯、二甲苯、苯乙烯中一種或幾種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

（1）在低起燃溫度（300℃）下對酯類及苯類有機(jī)物具有較高的催化氧化能力（>95%）。

（2）本發(fā)明方法采用水熱法將金屬氧化物生長在活化后的泡沫鎳上，附著力良好，使用壽命長。金屬氧化物呈小島狀分布，比表面積大，有利于對反應(yīng)物分子的吸附進(jìn)而分解。

（3）泡沫鎳為多孔狀結(jié)構(gòu)，用作催化劑載體時(shí)風(fēng)阻小。且鎳為金屬，采用電磁加熱時(shí)能夠均勻地快速升降溫，使反應(yīng)迅速、均勻，能耗低。

綜上，本發(fā)明制備得到的催化劑用來將vocs氧化為co2和h2o，具有高催化轉(zhuǎn)化效率、低起燃溫度、高穩(wěn)定性、風(fēng)阻小等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用價(jià)值和前景。

具體實(shí)施方式

下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種泡沫鎳基原位介孔狀催化氧化催化劑的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、按摩爾比1:1稱取naoh和na2co3配制成0.1m的堿溶液，將泡沫鎳浸漬里面30min以去表面油污，取出后用去離子水清洗3次，然后浸泡在另配制的5%hno3溶液中酸化30min，取出后用去離子水清洗3次，烘干備用；

步驟二、稱取一定量的金屬前驅(qū)體鹽溶液配制成0.1m乙二醇溶液，將泡沫鎳浸漬里面10s后取出置于350℃熱板上烘干，再重復(fù)浸漬烘干步3~10次，最后將泡沫鎳置于600℃下熱處理2h，其中的金屬前驅(qū)體鹽為醋酸鋅、醋酸鐵、鈦酸正丁酯中的一種或幾種；

步驟三、稱取一定量的醋酸鋅溶液，配制成0.5m的水溶液，用氨水將溶液ph值調(diào)節(jié)到10~11，再加入一定量的無水乙醇充分?jǐn)嚢?，得反?yīng)液a，反應(yīng)液a金屬氧化物與泡沫鎳?yán)碚撡|(zhì)量比在10%~50%；

步驟四、將步驟二制備的生長有先驅(qū)晶種的泡沫鎳加入步驟三制備的反應(yīng)液a中，兩者在200℃的高壓釜內(nèi)水熱反應(yīng)12h后取出，用去離子水反復(fù)沖洗上面多余的離子和胺鹽雜質(zhì)，80℃烘箱中干燥后備用；

步驟五、稱取一定量的貴金屬鹽配制成0.1m的水溶液，按貴金屬/反應(yīng)液a金屬氧化物質(zhì)量比0.01%~5%將貴金屬鹽加入到步驟四得到的泡沫鎳上，通過光反應(yīng)將貴金屬沉積在金屬氧化物上，最后將泡沫鎳置于450℃，n2氣氛下熱處理4h，得到泡沫鎳基島狀m/mo型催化氧化催化劑

制得的催化劑用于催化氧化揮發(fā)性有機(jī)物氣體，反應(yīng)條件為220~400℃，將揮發(fā)性有機(jī)物氧化分解為co2和h2o。所針對的揮發(fā)性有機(jī)物包括乙醇、乙酸乙酯、甲苯、乙酸丁酯、二甲苯、苯乙烯中一種或幾種。

所制得的催化劑在低起燃溫度（300℃）下對酯類及苯類有機(jī)物具有較高的催化氧化能力（>95%）。本發(fā)明的制備方法中采用水熱法將金屬氧化物生長在活化后的泡沫鎳上，附著力良好，使用壽命長。金屬氧化物呈小島狀分布，比表面積大，有利于對反應(yīng)物分子的吸附進(jìn)而分解。

泡沫鎳為多孔狀結(jié)構(gòu)，用作催化劑載體時(shí)風(fēng)阻小。且鎳為金屬，采用電磁加熱時(shí)能夠均勻地快速升降溫，使反應(yīng)迅速、均勻，能耗低。

綜上，本發(fā)明制備得到的催化劑用來將vocs氧化為co2和h2o，具有高催化轉(zhuǎn)化效率、低起燃溫度、高穩(wěn)定性、風(fēng)阻小等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用價(jià)值和前景。

實(shí)施例1

（1）稱取0.80gnaoh和2.12gna2co3加入200ml水中配制成0.1m堿溶液，將3g泡沫鎳

浸漬里面30min，取出后用去離子水清洗3次。然后浸泡在另配制的5%hno3溶液中酸化30min，取出后用去離子水清洗3次，烘干備用。

（2）稱取2.19gzn(ch3coo)2溶解于100ml乙二醇中，將泡沫鎳浸漬里面10s后取出置于350℃熱板上烘干，再重復(fù)浸漬烘干步3~10次，最后將泡沫鎳置于600℃下熱處理2h。

（3）稱取2.19gzn(ch3coo)2溶解于50ml水中，攪拌溶解，并用氨水調(diào)節(jié)ph至10.8，加入20ml無水乙醇繼續(xù)攪拌充分，得反應(yīng)液a。

（4）將處理過的3g泡沫鎳加入到反應(yīng)液a中，兩者轉(zhuǎn)入100ml水熱反應(yīng)釜中于200℃條件下水熱反應(yīng)12h。取出用去離子水洗滌3次后，置于烘箱中80℃干燥。

（5）稱取0.25gagno3溶解于50ml水中，攪拌均勻。將上述泡沫鎳加入后使用高壓汞燈照射1h，取出后用去離子水洗滌3次，烘干。最后在管式爐中于450℃，n2氛下熱處理4h即得目標(biāo)催化劑。

本發(fā)明制備方法中，金屬氧化物與泡沫鎳載體質(zhì)量比為10~50%，貴金屬負(fù)載量0.01%~5%，水熱220℃反應(yīng)12h。最后80℃烘箱中干燥后置于管式爐中，于450℃及氮?dú)鈿夥障卤簾?h制得目標(biāo)催化劑。

盡管上述實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的。如金屬氧化物可為co、ni、mn、fe、ti等金屬的氧化物，貴金屬元素可為pt、pd、au、ru、ag等。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。