[發明專利]海藻酸鈣擔載金屬酞菁微球催化材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410277219.6
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN104014371A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 徐敏虹;陳海鋒;曹楓;潘國祥;唐培松
• 申請（專利權）人: 湖州師范學院
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，具體涉及一種海藻酸鈣擔載金屬酞菁微球催化材料及其制備方法。

背景技術

在化工合成、材料、能源和環境處理領域中，金屬酞菁這種催化材料的制備、改性與應用一直是一個研究熱點。金屬酞菁是一種重要的催化劑，因其化學性質穩定、它耐酸、耐堿、耐水浸、耐熱、耐光以及耐各種有機溶劑。酞菁化合物的熱分解溫度在450℃以上，在有機溶劑中的溶解度極小，并且幾乎不溶于水。與卟啉結構相似的酞菁具有類似生物酶的活性和選擇性，在一些氧化反應中酞菁具有較高的催化活性。相關文獻(陳文興，陳世良，呂慎水，等.負載型酞菁催化劑的制備及光催化氧化苯酚[J].中國科學，2007，37(4)：369-373.Lu?Wangyang，Chen?Wenxing，Li?Nan，Xu?Minhong，Yao?Yuyuan.Oxidative?removal?of4-nitrophenol?using?activated?carbon?fiber?and?hydrogen?peroxide?to?enhance?reactivity?of?metallophthalocyanine[J].Applied?Catalysis?B：Environmental，2009，87，146-151.)指出金屬酞菁在一定條件下可以催化氧氣、雙氧水等物質產生單線態氧(¹O₂)、三線態氧(³O₂)、過氧離子(O₂^-·)、羥基自由基(·OH)或過氧羥基自由基(·OOH)等活性物種，這些活性物種直接或間接氧化分解污染物，故酞菁被公認為是目前比較理想的催化劑。目前此類催化劑面臨一大難點是催化劑的團聚、回收和重復使用問題。將金屬酞菁負載化，制備負載非均相催化劑可有效解決這一難點。對于載體的選擇，國內外學者進行了許多研究工作，已報道的有活性碳、無機/有機硅、沸石或Al₂O₃等無機材料，也有活性碳纖維和丙烯酸系共聚物等高分子材料。

海藻酸鈉(SA)是一種天然多糖，主要由海藻酸的鈉鹽組成。海藻酸鈉溶液可以與很多二價和三價陽離子如Ca²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺等反應形成性能穩定的凝膠。并且海藻酸鈉是一種良好的高分子絮凝劑，擁有良好的吸附性能，能包裹多種吸附劑和催化劑，并為吸附劑和催化劑的擔載和回收創造了條件。2009年申請號為20091005287.8(公開日2009年11月18日)的發明專利和文獻(Peng?Chen，Xiaogang?Zhang.Fabrication?of?Pt/TiO₂nanocomposites?in?Alginate?and?their?applications?to?the?degradation?of?phenol?and?methylene?blue?in?aqueous?solutions[J].Clean，2008，36(5-6)：507-511)，指出用海藻酸鈉擔載TiO₂，并作為催化劑使用。2011年申請號為201110107900.2(公開日2011年11月23日)的發明專利提出了一種天然火山渣-海藻酸鈉復合微球水體凈化材料制備方法及其應用，將天然火山渣分散于海藻酸鈉溶液中得到火山渣-海藻酸鈉混懸溶液后逐滴滴入氯化鈣溶液中形成復合微球，復合微球的平均粒徑為0.5-3.0mm。2011年申請號為201110269465.3(公開日2012年02月01日)的發明專利提出了改性海藻酸鈉-聚環氧乙烷為中間界面雙極膜制備方法，將海藻酸鈉和聚環氧乙烷混合并加入磺酸基金屬酞菁采用靜電紡絲法將混合液噴涂于陽離子交換膜表面制備得到雙極膜。2011年申請號為201110269466.8(公開日2012年02月15日)的發明專利將海藻酸鈉和羧甲基纖維素鈉混合并加入磺酸基金屬酞菁以靜電紡絲法制備得到陽離子交換膜，并研究了雙極膜的電阻壓降。2012年公開的這兩個發明專利都是制備雙極膜，并未對金屬酞菁催化降解有機污染物的性能開展研究。

發明內容

本發明的目的在于克服金屬酞菁催化劑的團聚、回收和重復使用問題，提供一種海藻酸鈣擔載金屬酞菁微球催化材料及其制備方法，該方法制得的海藻酸鈣成球性好，其擔載的金屬酞菁催化劑具有較高的催化活性和重復使用性能，同時具備可回收和無毒環保等優點。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：海藻酸鈣擔載金屬酞菁微球催化材料及其制備方法，具體步驟依次為：