一种钕铁硼油泥固废制备VOCs催化氧化催化剂的制备工艺及其产品和应用

本发明涉及固废资源化与挥发性有机物催化氧化的多稀土复合氧化物催化剂领域，涉及一种钕铁硼油泥固废制备vocs催化氧化催化剂的制备工艺及其产品和应用。

背景技术：

1、钕铁硼油泥是稀土永磁材料加工过程中产生的切削废料，因其含有高价值的稀土元素（如钕、镨、镝等）而被视为宝贵的二次资源，对其进行回收具有重要的战略意义和经济价值。目前主流的回收工艺分为火法再生、钙扩散还原法以及湿法冶金等。其中，湿法工艺是最成熟的工艺路线，通常通过对油泥进行氧化焙烧预处理，再采用“酸溶-除杂-萃取分离-煅烧”的流程，提取出系列高纯稀土氧化物。尽管湿法工艺较为成熟，但是萃取分离能耗都很高，对于不含高价值重稀土的钕铁硼油泥而言经济性尤为不佳。因此，探索一条低能耗、高值化的资源化新路径意义重大。

2、另一方面，随着国家贵金属价格的持续走高，用于挥发性有机物（vocs）催化氧化的贵金属催化剂，其工业成本也在不断攀升。因此，在vocs催化氧化领域，也亟需开发高活性的过渡金属氧化物催化剂替代工业化的贵金属催化剂，降低工业应用成本。目前，研究报道的主流过渡金属氧化物催化剂主要集中在ceo2基复合氧化物催化剂，但有关nd2o3基复合氧化物催化剂则鲜有报道。如能利用好我国钕铁硼油泥固废资源的特性，将其转化为可应用于挥发性有机物催化氧化的新材料，助力实现固废资源化与高端材料制备的协同发展，这将是一项极有工业实践的研究。

3、本发明提出一种全新的钕铁硼油泥固废回收思路，以有效利用钕铁硼油泥固废中的稀土组分为前驱体，制备出具有高活性氧空位的vocs催化氧化催化剂。该催化剂的合成方法独特，成本低廉，还同时解决了钕铁硼油泥资源化利用。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于为了克服现有技术的缺点与不足，以有效利用钕铁硼油泥中的多组分稀土元素为目标，提供一种高活性氧空位催化剂的制备方法。所述方法能够对钕铁硼油泥固废有效资源化，制备出用于的vocs催化氧化催化剂，同时该催化剂具合成便捷与低成本等特点。

2、本发明的目的通过下述方案实现：

3、一种钕铁硼油泥固废制备vocs催化氧化催化剂的制备工艺，包括以下步骤：

4、步骤（1）、从稀土永磁材料生产线获取钕铁硼油泥固废，所述钕铁硼油泥固废中包括nd、pr和ce元素：对钕铁硼油泥固废进行热处理；

5、步骤（2）、在热处理产物中加入草酸溶液，在60～75℃的加热条件下搅拌反应进行草酸处理1～5小时，趁热过滤分离得到多稀土草酸盐沉淀物；

6、步骤（3）、将多稀土草酸盐沉淀物作为载体，按照稀土与锰元素摩尔比范围1：3～1:6，将硝酸锰溶液滴加入多稀土草酸盐混合物后浸渍一段时间；

7、步骤（4）、将步骤（3）所得产物进行干燥脱水，随后在纯氧气氛下进行低温等离子体处理；

8、步骤（5）、对步骤（4）所得产物进行300～500℃的高温煅烧，得到vocs催化氧化催化剂。

9、优选的，步骤（2）中，所述草酸溶液浓度为3mol/l。

10、优选的，步骤（3）中，稀土与锰元素摩尔比具体为1：3。

11、优选的，步骤（3）中，所述浸渍一段时间具体为浸渍不少于12小时。

12、优选的，步骤（4）中，在100℃下进行所述干燥脱水。

13、优选的，步骤（4）中，低温等离子体处理时间为0.5～5小时；低温等离子体放电功率为50～80w。

14、优选的，步骤（5）中，煅烧时间不少于3小时。

15、优选的，步骤（1）中，所述热处理具体包括：在空气气氛下，在500℃下热处理不少于1小时。

16、本发明还提供所述的制备工艺制得的vocs催化氧化催化剂和所述的vocs催化氧化催化剂的应用，应用于浓度不低于1000ppm的挥发性有机物的催化氧化。

17、相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：1、本发明的vocs催化氧化催化剂主体来自钕铁硼油泥固废中的多组分稀土元素（以nd为主，同时伴有pr、ce等组分），由于摒弃了传统湿法工艺中先分离提取而后利用的途径，直接利用湿法工艺的中间产物多组分稀土草酸盐为前驱体，因此工艺所需能耗大大降低；2、本发明通过氧气等离子体轰击，得到了具有丰富氧空位的多稀土基复合氧化物催化剂，具有高效的vocs催化氧化活性。

1.一种钕铁硼油泥固废制备vocs催化氧化催化剂的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种钕铁硼油泥固废制备vocs催化氧化催化剂的制备工艺，其特征在于步骤（2）中，所述草酸溶液浓度为3mol/l。

3.根据权利要求1所述的一种钕铁硼油泥固废制备vocs催化氧化催化剂的制备工艺，其特征在于步骤（3）中，稀土与锰元素摩尔比具体为1：3。

4.根据权利要求1所述的一种钕铁硼油泥固废制备vocs催化氧化催化剂的制备工艺，其特征在于步骤（3）中，所述浸渍一段时间具体为浸渍不少于12小时。

5.根据权利要求1所述的一种钕铁硼油泥固废制备vocs催化氧化催化剂的制备工艺，其特征在于步骤（4）中，在100℃下进行所述干燥脱水。

6.根据权利要求1所述的一种钕铁硼油泥固废制备vocs催化氧化催化剂的制备工艺，其特征在于步骤（4）中，低温等离子体处理时间为0.5～5小时；低温等离子体放电功率为50～80w。

7.根据权利要求1所述的一种钕铁硼油泥固废制备vocs催化氧化催化剂的制备工艺，其特征在于步骤（5）中，煅烧时间不少于3小时。

8.根据权利要求1所述的一种钕铁硼油泥固废制备vocs催化氧化催化剂的制备工艺，其特征在于步骤（1）中，所述热处理具体包括：在空气气氛下，在500℃下热处理不少于1小时。

9.如权利要求1～8中任意一项所述的制备工艺制得的vocs催化氧化催化剂。

10.如权利要求9所述的vocs催化氧化催化剂的应用，其特征在于，应用于浓度不低于1000ppm的挥发性有机物的催化氧化。