《一种高效降解偶氮染料CU基催化剂的制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种高效降解偶氮染料CU基催化剂的制备方法.pdf（7页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104190421A43申请公布日20141210CN104190421A21申请号201410380732822申请日20140730B01J23/745200601B01J23/86200601B01J27/055200601C02F1/7220060171申请人湘潭大学地址411105湖南省湘潭市雨湖区羊牯塘72发明人曾虹燕张治青刘小军廖梦尘徐圣黄清军杜金泽朱培函54发明名称一种高效降解偶氮染料CU基催化剂的制备方法57摘要本发明公开了一种高效降解偶氮染料CU基催化剂的制备方法，主要是利用助剂的含氧阴离子插层双金属氧化物载体诱导制备CU基催化剂。相对于国内现有CU基催化。
2、剂的制备方法，本发明基于水滑石结构“记忆效应”自组装，重构恢复原有层状结构，利用助剂的含氧阴离子插层进入双金属氧化物载体层间诱导CU离子高度分散进入水滑石层板制备CU的三元层状金属氢氧化物前体，实现CU组分高度分散于层板内，获得高效降解偶氮染料的一系列CU基催化剂。该系列催化剂催化活性高，反应条件温和，偶氮染料去除率达95以上；且稳定性好，活性组分CU溶出量低，达到国家二级标准2MG/L。本发明制备CU基催化剂的工艺耗时短，操作简单易行，可有效降低成本，具有很高的使用价值和应用前景。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明。
3、书3页附图2页10申请公布号CN104190421ACN104190421A1/1页21一种高效降解偶氮染料CU基催化剂的制备方法，其特征在于将层状双金属氢氧化物在400650煅烧26H，得相应双金属氧化物载体。然后将052G/L该载体投入含00010010MOL/L的可溶性CU盐和000096000385MOL/L的助剂混合溶液中，混合溶液初始PH值为4355，持续搅拌30120MIN，得到含CU的三元层状金属氢氧化物前体。该前体经400800煅烧26H，得CU基催化剂。2根据权利要求1所述的一种高效降解偶氮染料CU基催化剂的制备方法，其特征在于所述层状双金属氢氧化物的二价金属离子是MG2和。
4、ZN2中的一种，三价金属离子是AL3和FE3中的一种。3根据权利要求1所述的一种高效降解偶氮染料CU基催化剂的制备方法，其特征在于混合溶液中的可溶性CU盐是CUCL2和CUNO32中的一种；助剂是NA2SO4、K2SO4、NA2CR2O7和K2CR2O7中的一种。4一种高效降解偶氮染料CU基催化剂，其特征为该CU基催化剂是按照权利要求1、2和3的方法制备得到。权利要求书CN104190421A1/3页3一种高效降解偶氮染料CU基催化剂的制备方法技术领域0001本发明涉及一种高效降解偶氮染料CU基催化剂的制备方法，主要是助剂的含氧阴离子插层进入双金属氧化物载体层间诱导制备CU基催化剂。背景技术0。
5、002偶氮染料废水是公认的难处理工业废水之一，传统的吸附、混凝等技术存在二次污染，催化湿式氧化法CWAO是处理此类难降解废水的重要方法。目前，湿式氧化催化剂的研究多集中于多相催化剂，主要有贵金属系列、铜系列和稀土系列三大类。贵金属作为催化剂具高催化氧化活性，但成本高，资源有限，因此大大限制其商业化进程。稀土金属催化剂虽催化氧化活性好、但其表面易沉积导致催化活性衰减、存在稳定性较低及工作温区窄的缺点。而CU系催化剂催化活性高，稳定性好，寿命长，原料廉价易得，在废水处理应用方面显示其卓越的催化性能。但CU系催化剂CU组分溶出严重，反应液中铜离子流失浓度一般高于20MG/L，导致催化剂催化活性降低，。
6、造成二次污染，这些制约了铜系催化剂的实际应用。前期研究表明，共沉淀法直接制备的CUALZN层状金属氢氧化物水滑石经焙烧得到的CUALZNO金属氧化物催化剂，CU组分溶出大大降低，CU的流失量小于03MG/L，稳定性增强窦和瑞等，催化学报2003，245328332，从而使CU基催化剂在废水处理应用成为可能。但由于CU的“姜泰勒”效应，水滑石层板难以叠合，加之制备过程中CU易于生成氧化铜，CU基水滑石制备条件苛刻，因而制备晶型完整含CU的层状金属氢氧化物CU基水滑石较难。吴健松等人工晶体学报，2010，393817822利用水热法仅在15的丙三醇或乙二醇与纯水的反应介质中，才制备出高结晶度CUZ。
7、NMGAL类水滑石前体；姜晓瑞等化学学报，2004，6211621采用成核晶化隔离法制备晶相完整的CUNICR水滑石前体，但需特殊实验装置；这两种制备方法均存在晶化温度高，反应条件苛刻的缺陷。CN103599787A利用水热法制备ZNCUAL水滑石前体，但存在较多杂相，水滑石结晶度不高，并需球磨程序，工艺复杂。ZL031500382利用共沉淀法直接制备含CU水滑石，同时以CUEDTA络合物为层间阴离子引入少量CU进入层间，制得多元水滑石前体，CU元素质量百分数为2545，经煅烧获得CU基催化剂，但该制备全过程需氮气保护，耗时长，CU活性组分含量过高，催化剂稳定性欠佳。综上所述，在已有制备技术中。
8、，CU活性组分在水滑石层板中难以达到高度分散，所获得CU基水滑石含杂相，结晶度较差，稳定性低，CU组分易于溶出。因此，制备CU组分高度分散、稳定性好和催化活性高的CU基催化剂是工业化应用亟待解决的问题。本发明基于水滑石结构“记忆效应”自组装，重构恢复原有层状结构，利用助剂的含氧阴离子插层进入双金属氧化物载体层间，诱导CU离子高度分散进入水滑石层板制备CU基水滑石前体，经煅烧得高活性CU基催化剂，这一制备方法目前还未见报道。发明内容0003本发明目的是提供一种高效降解偶氮染料CU基催化剂的制备方法。本发明基于说明书CN104190421A2/3页4水滑石结构“记忆效应”自组装，重构恢复原有层状结。
9、构，利用助剂的含氧阴离子插层进入双金属氧化物载体层间，诱导CU离子高度分散进入水滑石层板制备CU的三元层状金属氢氧化物前体，该前体经煅烧获得高分散、高活性、稳定性好的CU基催化剂。该方法耗时短，工艺操作简单易行，成本低廉。0004本发明目的是通过如下方式实现的，一种高效降解偶氮染料CU基催化剂的制备方法，其特征在于将层状双金属氢氧化物在400650煅烧26H，得相应双金属氧化物载体。然后将052G/L该载体投入含00010010MOL/L的可溶性CU盐和000096000385MOL/L的助剂混合溶液中，混合溶液初始PH值为4355，持续搅拌30120MIN，得含CU的三元层状金属氢氧化物前体。
10、。该前体经400800煅烧26H，得CU基催化剂。0005所述的层状双金属氢氧化物的二价金属离子是MG2和ZN2中的一种，三价金属离子是AL3和FE3中的一种。0006所述混合溶液中的可溶性CU盐是CUCL2和CUNO32中的一种；助剂是NA2SO4、K2SO4、NA2CR2O7和K2CR2O7中的一种。0007本发明具有如下优点1该制备方法是利用水滑石结构“记忆效应”自组装重构恢复原有结构，利用助剂的含氧阴离子进入双金属氧化物载体层间，诱导CU离子高度分散进入水滑石层板制备CU的三元层状金属氢氧化物前体，实现CU组分高度分散于层板内，获得高效降解偶氮染料的CU基催化剂。2该制备方法获得的CU。
11、基催化剂催化活性高，反应条件温和，偶氮染料去除率达95以上；且稳定性好，活性组分CU溶出量低，达到国家二级标准2MG/L。3该制备方法耗时短，工艺操作简单易行，可有效降低成本，具有很高的使用价值和应用前景。附图说明0008图1是实施例1中制备的CU三元层状金属氢氧化物前体的XRD图。图2是实施例1中制备的CU三元层状金属氢氧化物前体的SEM图。图3是实施例3中制备的CU三元层状金属氢氧化物前体的XRD图。图4是实施例3中制备的CU三元层状金属氢氧化物前体的SEM图。具体实施方式下面结合具体实施示例对本发明作进一步详细的说明。0009实施例10010精确称取3077G硝酸镁和1500G硝酸铝溶于。
12、250ML去离子水中，然后加入70G尿素，放入105油浴中搅拌10H，80静止晶化7H，抽滤，洗涤至PH为中性，滤饼在100真空干燥，得MG/AL摩尔比为3的镁铝层状双金属氢氧化物。0011将镁铝层状双金属氢氧化物在500煅烧4H，得镁铝金属氧化物载体。配置0005MOL/LCUNO32和0002MOL/LK2CR2O7的混合溶液，调混合溶液初始PH至45，将1G/L镁铝金属氧化物载体投入混合溶液中持续搅拌90MIN，得CU的三元层状金属氢氧化物前体，其XRD图谱见图1，SEM图见图2。该前体经600煅烧4H，得CU基催化剂。0012精确称取0100G该CU基催化剂，投入至100ML浓度为10。
13、0MG/L甲基橙溶液中，迅说明书CN104190421A3/3页5速加入3ML30的H2O2，常温常压下快速搅拌2H。离心分离催化剂，测上清液CODCR和CU离子含量，甲基橙去除率为988，反应液CU离子流失浓度为04MG/L。0013实施例20014精确称取3077G硝酸镁和1125G硝酸铝溶于250ML去离子水中，加入62G尿素，放入110油浴中搅拌95H，90静止晶化7H，抽滤，洗涤至PH为中性，滤饼在85真空干燥，得MG/AL摩尔比为4的镁铝层状双金属氢氧化物。0015将镁铝层状双金属氢氧化物在520煅烧3H，得镁铝金属氧化物载体。配置00075MOL/LCUCL2和00024MOL/。
14、LK2CR2O7的混合溶液，调混合溶液初始PH至48，将2G/L镁铝金属氧化物载体投入混合溶液中持续搅拌100MIN，得CU的三元层状金属氢氧化物前体。该前体经700煅烧3H，得CU基催化剂。0016精确称取0100G该CU基催化剂，加入至100ML浓度为100MG/L酸性红B溶液中，迅速加入6ML30的H2O2，常温常压下快速搅拌2H。离心分离催化剂，测上清液CODCR和CU离子含量，酸性红B去除率为977，反应液CU离子流失浓度为05MG/L。0017实施例30018精确称取1536G硝酸镁和808G硝酸铁溶于250ML去离子水中配制成混合液，加入180G尿素于混合液中，用1MOL/LNA。
15、OH液滴加于混合液中，使混合液中NAOH浓度为012MOL/L。放入112油浴中搅拌8H，100静止晶化10H，抽滤，洗涤至PH为中性，滤饼在90真空干燥，得MG/FE摩尔比为3的镁铁层状双金属氢氧化物。0019将镁铁层状双金属氢氧化物在450煅烧4H，得镁铁金属氧化物载体。配置00025MOL/L的CUNO32和0001MOL/L的K2SO4混合溶液，调混合溶液初始PH至50，将1G/L镁铁金属氧化物载体投入混合溶液中持续搅拌60MIN，得到CU的三元层状金属氢氧化物前体，其XRD图谱见图3，SEM图见图4。该前体经480煅烧4H，得CU基催化剂。0020精确称取0100G该CU基催化剂，加入至100ML浓度为100MG/L甲基橙溶液中，迅速加入3ML30的H2O2，常温常压下快速搅拌2H。离心分离催化剂，测上清液CODCR和CU离子含量，甲基橙去除率为955，反应液CU离子流失浓度为12MG/L。说明书CN104190421A1/2页6图1图2说明书附图CN104190421A2/2页7图3图4说明书附图CN104190421A。