科创中国

本发明提供了一种类水滑石衍生复合氧化物及其制备方法和应用,本发明类水滑石衍生复合氧化物的结构式为:Co3 xMnxCu0.1Al0.9O4,其中x的值在1 1.5之间。制备过程如下:将A溶液、B溶液和C溶液混合均匀,得到混合金属盐溶液D,其中,A溶液采用钴盐溶液,B溶液采用锰盐溶液,C溶液采用铜盐和铝盐的无水乙醇混合溶液;调节混合金属盐溶液D的pH值偏碱性,然后进行水热反应、过滤、洗涤、干燥,得到前驱体;将所述前驱体于400 500℃焙烧4 6h,得到所述类水滑石衍生复合氧化物。

优选的，将A溶液、B溶液和C溶液混合时，按照(Co+Mn):Cu:Al为3:0.1:0.9的原子比例来称取对应比例的溶液，其中Co与Mn的原子比例在(1:2)-(2:1)之间；混合金属盐溶液D中的阳离子浓度在0.10-0.50mol/L之间。优选的，调节混合金属盐溶液D的pH值在8.5-10.0之间，通过滴加碱性溶液进行调节，碱性溶液采用浓度在20wt％-30wt％的氨水或浓度在0.05–0.5mol/L之间的氢氧化钠溶液。优选的，水热反应的温度在100-140℃，时间在5-8h。优选的，洗涤时，采用无水乙醇和去离子水交替洗涤，控制滤液pH值在6.5-7.5之间时为止；干燥时，温度为80-100℃，时间为10-20h。优选的，焙烧时，升温速率为2-5℃/min。本发明如上所述的类水滑石衍生复合氧化物的应用，所述类水滑石衍生复合氧化物用于CVOCs污染物的催化氧化脱除。

随着社会经济的快速发展，大气污染物的种类、排放量都在快速增长。目前的工业企业门类众多，不同行业、不同企业由于使用的原料、采用的工艺路线、选用的生产设备以及控制污染物排放的措施不同，导致了不同工业源的VOCs排放具有一定的特殊性，需要针对具体排放源开展技术工艺路线的开发。

各类工业导致的VOCs大气污染中，毒性强、处理难度大且为剧毒二噁英(PCDDs)类污染物的前驱化合物之一的CVOCs处理尤为重要。CVOCs的治理技术包含物理方法和化学方法，其中物理方法是采用非破坏性方法将CVOCs回收(物理吸附、冷凝法、膜分离等)，化学方法是采用破坏性方法将其氧化分解为无毒或低毒物质(直接燃烧、催化燃烧、生物降解等)。

在各类处理处置技术中，催化氧化法因具有起燃温度低、反应活性高、选择性可控、可直接氧化至二氧化碳和水等最终产物等特点，被认为是较为经济可靠的VOCs处置方法，其技术关键在于各类催化剂的选择和设计。

当前，包括贵金属、分子筛、金属氧化物等在内的催化剂体系均有一定的研究和应用价值，其中贵金属催化剂无疑是公认催化效率最高的类型之一，但在处理CVOCs过程中，高毒副产物一直是限制其应用的瓶颈，且其价格昂贵，易烧结，经济性差。分子筛具有大比表面积、孔径可调、丰富的酸性位点等特点，但是存在氧化能力不足，容易发生炭沉积和氯中毒，从而导致材料失活和结构破坏。金属氧化物催化剂价格低廉、结构多样且有更好的热稳定性和抗氯性，但与贵金属催化剂相比催化活性低，同时也存在易失活等问题。因此亟需一种催化效果好且高稳定性的CVOCs处理催化材料。

本发明在环境功能材料制备技术领域有着广泛的应用前景。

发明人：李璐 何炽 张嘉迅 李妍妍 赵宇飞

 西安交通大学是我国最早兴办、享誉海内外的著名高等学府，是教育部直属重点大学。西迁以来，一代代交大人扎根西部、服务国家，为西部发展和国家建设作出了卓越贡献，以实际行动铸就了第一批纳入中国共产党人精神谱系的西迁精神。2017年12月，习近平总书记对学校15位老教授来信作出重要指示。在2018年新年贺词中，习近平总书记再次提到“西安交大西迁的老教授”。2020年4月22日，习近平总书记来校考察并发表重要讲话，强调西迁精神的核心是爱国主义，精髓是听党指挥跟党走，与党和国家、与民族和人民同呼吸、共命运，勉励师生在新时代创造属于我们这代人的历史功绩，给全校师生以巨大关怀和极大鼓舞，为学校新时代建设中国特色世界一流大学提供了根本遵循和行动指南。

本发明通过不同Co、Mn、Cu、Al原子配比的的组分调节，使类水滑石衍生复合氧化物兼顾体系均一性、催化氧化反应活性、结构稳定性，所选用的金属元素均为非贵金属，成本低廉。经验证，本发明类水滑石衍生复合氧化物在低于300℃的条件下，可实现对CVOCs污染物如氯苯或1,2-二氯乙烷的高效脱除，脱出效率达到90％以上。综上，本发明类水滑石衍生复合氧化物具有生产成本低廉、反应活性较高、结构稳定性强，具有良好的工业化应用前景。

本发明类水滑石衍生复合氧化物的制备方法通过具有水滑石结构的CoMnCuAl-LDHs作为前驱体，经前驱体的合成过程，实现了Co、Mn、Cu、Al的有效组装。焙烧后多获得的复合氧化物具有良好的均一性、稳定性，且可以有效实现对氯苯类CVOCs的催化氧化脱除。所选用的工艺路线简单，操作条件温和，工业化应用将具有很大的成本优势。

为促进科学技术产业化的发展，希望能够充分利用对方广泛的市场资源优势和科研平台能力，实现技术研发与市场营运的直接联盟。为使新技术尽快转化为生产力，希望实行技术合作开发联营生产和产值提成的方式紧密合作。希望合作方能够负责组建生产公司及工商、税务经营手续和必要的启动资金；在双方合作期间，我方对该产品不断创新和改进。

企业实施科技成果转移转化，采取以下方式并达到相应的目的：

一是开发新的产品或服务，以培育新的市场竞争力；

二是开发新的工艺，以提质、降本、降耗、增能、增效；

三是完善管理，优化流程，以强化对企业生产经营的控制力；

四是进入新的市场，以扩大市场规模；

五是培育新的能力，以取得新的优势；

六是完善经营管理的体制机制，以提高效益。

希望与企业、科学技术研究开发机构、高等学校和其他组织建立优势互补、分工明确、成果共享、风险共担的合作机制，按照市场机制联合组建研究开发平台、技术创新联盟、创新联合体等，协同推进研究开发与科技成果转化。