本發(fā)明涉及催化劑，具體涉及一種催化氧化vocs的mof-鋯基貴金屬催化劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、揮發(fā)性有機物(vocs)是指熔點低于室溫而沸點在50～260℃之間的有機化合物，其主要成分為烴類、含氮及含硫類、氧烴類、鹵烴類，醇類、醛類、酮類、酯類以及有機酸，是室內(nèi)外普遍存在且組成復(fù)雜的一類有機污染物。從各行業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)vocs種類來看，苯類出現(xiàn)最頻繁且行業(yè)分布最廣，苯、甲苯和二甲苯等苯系物是一類重要的有機溶劑和化工原料，大量被用于各種工業(yè)過程。由于苯系物對人體健康的危害較大，其成為vocs氣體排放控制和監(jiān)測的重要指標(biāo)。

2、貴金屬催化劑(如pt、pd和au等)與非貴金屬催化劑相比，具有起燃溫度低、燃燒完全、副產(chǎn)物少等優(yōu)點。但是這類催化劑易在高溫情況下流失貴金屬從而導(dǎo)致催化劑失活。另外，貴金屬價格昂貴以及資源短缺，這也一定程度上限制了貴金屬催化劑的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種催化氧化vocs的mof-鋯基貴金屬催化劑及其制備方法與應(yīng)用，在降低燃燒催化劑成本的同時開發(fā)催化活性高、催化穩(wěn)定性強、用于不同種類vocs催化燃燒的催化劑。

2、為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、第一方面，提供一種催化氧化vocs的mof-鋯基貴金屬催化劑，其以mof材料為前驅(qū)體制得，結(jié)構(gòu)式為m-zro2，其中m為貴金屬ru、pd或pt，貴金屬質(zhì)量百分含量為0.01％～10％。

4、第二方面，提供一種催化氧化vocs的mof-鋯基貴金屬催化劑的制備方法，其包括以下步驟：

5、(1)將1,3,5-苯三甲酸h3btc和zrclo2·8h2o溶于盛有dmf/甲酸的燒瓶中，攪拌直至完全溶解，使用回流冷凝法，快速加熱至100-130℃，保持12-48h；離心得到白色沉淀物，用dmf洗滌沉淀物，然后振蕩10-15min，重復(fù)此操作多次，真空動態(tài)干燥過夜，干燥后研磨得到白色粉末zr-mof；

6、(2)取一定量m溶液溶于去離子水中，向該溶液中加入zr-mof粉末，在常溫下攪拌，離心，80-130℃真空動態(tài)干燥過夜，干燥后研磨得到粉末；將粉末在500～800℃下焙燒2-6h，得到m-zro2-n，m為貴金屬ru、pd或pt，n為500～800℃。

7、第三方面，提供催化氧化vocs的mof-鋯基貴金屬催化劑在用于vocs氣體的催化脫除中的應(yīng)用。

8、進一步地，用于甲苯以及脂肪烴vocs氣體的催化脫除，具體過程為：采用空氣為氧化劑進行燃燒反應(yīng)，反應(yīng)溫度為100～700℃。

9、本發(fā)明的有益效果為：

10、(1)本發(fā)明所用的合成材料價格相對低廉，沒有二次污染；制備工藝簡單、易于擴大生產(chǎn)；

11、(2)本發(fā)明制備的催化劑具有較高的活性和穩(wěn)定性，反應(yīng)起活溫度低；

12、(3)本發(fā)明制備的催化劑不僅對苯類催化活性較高，對酯類同樣催化活性較好，具有一定的普適性。

技術(shù)特征：

1.一種催化氧化vocs的mof-鋯基貴金屬催化劑，其特征在于，其以mof材料為前驅(qū)體制得，結(jié)構(gòu)式為m-zro2，其中m為貴金屬ru、pd或pt，貴金屬質(zhì)量百分含量為0.01％～10％。

2.一種催化氧化vocs的mof-鋯基貴金屬催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

3.權(quán)利要求1所述的催化氧化vocs的mof-鋯基貴金屬催化劑在用于vocs氣體的催化脫除中的應(yīng)用。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，用于甲苯以及脂肪烴vocs氣體的催化脫除，具體過程為：采用空氣為氧化劑進行燃燒反應(yīng)，反應(yīng)溫度為100～700℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種催化氧化VOCs的MOF?鋯基貴金屬催化劑及其制備方法與應(yīng)用。MOF?鋯基貴金屬催化劑以MOF材料為前驅(qū)體制得，結(jié)構(gòu)式為M?ZrO<subgt;2</subgt;，其中M為貴金屬Ru、Pd或Pt，貴金屬質(zhì)量百分含量為0.01％～10％。本發(fā)明利用金屬有機骨架引入貴金屬，相對于傳統(tǒng)方法制備出的鋯基貴金屬催化劑，大大提高了貴金屬的分散度，該催化劑具有高VOCs催化燃燒活性，特別是其催化氧化甲苯性能優(yōu)異，在有機廢氣催化氧化領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景；同時，本發(fā)明方法制備過程簡便易行，制備條件溫和，能耗低，有利于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：呂麗榮,張忠國,徐同舟,王亮亮,何沛然
受保護的技術(shù)使用者：北京市科學(xué)技術(shù)研究院資源環(huán)境研究所（北京市土地修復(fù)工程技術(shù)研究中心）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10