[發明專利]一種反應速度可控的鐵－二氧化鈦－碳三元微電解復合納米催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201510013881.5
• 申請日: 2015-01-09
• 公開（公告）號: CN104607189A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 劉百山;劉宏;王全科
• 申請（專利權）人: 劉百山
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;C02F1/72;C02F1/74
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

1.一種反應速度可控的鐵-二氧化鈦-碳三元微電解復合納米催化劑，是由二氧化鈦納米帶、炭黑和納米鐵粉經干壓成型后再煅燒制成，其特征在于，所述復合納米催化劑形狀為圓柱狀多孔結構，圓柱直徑為2±0.2cm，高2±0.2cm，其由以二氧化鈦納米帶為載體，且其表面分散嵌合有碳顆粒和金屬鐵顆粒的帶狀物聚集構成，其中二氧化鈦的質量分數為20-80％；碳的質量分數為10-40％；鐵的質量分數為10-40％；所述復合納米催化劑結構中的帶狀物為納米帶，其長度為5-200μm，寬度為100-200nm，厚度為20-40nm；帶狀物表面分散嵌合的碳顆粒粒徑為30-50nm，金屬鐵顆粒粒徑為60-70nm。

2.根據權利要求1所述的反應速度可控的鐵-二氧化鈦-碳三元微電解復合納米催化劑，其特征在于，所述復合納米催化劑由以二氧化鈦納米帶為載體，且其表面分散嵌合有碳顆粒和金屬鐵顆粒的帶狀物聚集構成，其中二氧化鈦的質量分數為40-60％；碳的質量分數為20-35％；鐵的質量分數為20-35％；所述復合納米催化劑結構中的帶狀物為納米帶，其長度為50-100μm，寬度為100-160nm，厚度為25-35nm；帶狀物表面分散嵌合的碳顆粒粒徑為30-50nm，金屬鐵顆粒粒徑為60-70nm。

3.權利要求1所述反應速度可控的鐵-二氧化鈦-碳三元微電解復合納米催化劑的制備方法，步驟是：

(1)取二氧化鈦納米帶，炭黑和納米鐵粉，按二氧化鈦:碳:鐵重量比為2～10:0.2～2:0.3～6的比例混合，再按照料:球:水＝1:2:1在球磨機中球磨混料，時間為2-20小時；

其中：上述二氧化鈦納米帶采用常規堿熱-離子交換方-熱處理方法制得；

(2)將得到的料漿進行噴霧干燥，得到粉末狀原料粉末；

(3)將得到的原料粉末進行干壓成型，得到圓柱狀坯體；

(4)將圓柱狀坯體在110±5℃烘干，在400-800℃氮氣氛高溫爐內煅燒2-24小時，冷卻后，即得鐵-二氧化鈦-碳三元微電解復合納米氧化催化劑。

4.根據權利要求3所述反應速度可控的鐵-二氧化鈦-碳三元微電解復合納米催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述球磨混料過程中，料漿中以重量比計加入固體料量0.5％～0.6％的聚乙烯醇。

5.根據權利要求3所述反應速度可控的鐵-二氧化鈦-碳三元微電解復合納米催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述噴霧干燥的溫度為140-160℃。

6.根據權利要求3所述反應速度可控的鐵-二氧化鈦-碳三元微電解復合納米催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述干壓成型時使用的壓力為10-100MPa。

7.根據權利要求3所述反應速度可控的鐵-二氧化鈦-碳三元微電解復合納米催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述氮氣氛條件是：氮氣壓力為0.1-0.8MPa，流速為速80L/h-120L/h。

8.權利要求1所述的反應速度可控的鐵-二氧化鈦-碳三元微電解復合納米催化劑在工業廢水處理中的應用。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，所述工業廢水是造紙廠廢水、采油廢水或印染廢水。