[發明專利]一種化學改性的鈣鈦礦催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201610039178.6
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105561985B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 楊漢培;孫慧華;傅小飛;涂艷梅;聶坤;崔素珍;朱鴻宇;郭潤強;高照
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;C02F1/28;C02F1/72
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李倩

本發明公開了一種化學改性的鈣鈦礦催化劑LaMn_xMg_1?xO₃/MgO，還公開了該催化劑的制備方法。本發明的改性鈣鈦礦催化劑LaMn_xMg_1?xO₃/MgO對染料羅丹明B具有較強的吸附能力和光催化活性；本發明的制備方法是利用改進的溶膠凝膠法，通過添加Mg(NO₃)₂，對原始單一鈣鈦礦進行摻雜和負載改性，改性后的鈣鈦礦催化劑比表面積增大，吸附能力增強，催化活性提高，本發明制備方法原料易得、成本低、反應條件溫和且對環境無污染。

技術領域

本發明涉及一種化學改性的鈣鈦礦催化劑LaMn_xMg_1-xO₃/MgO，還涉及上述化學改性鈣鈦礦催化劑的制備方法。

背景技術

近年來，我國染料的年產量在持續增長。染料行業屬于高耗能、高污染行業。據相關數據顯示，每生產lt染料，大約排放廢水744m³。生產染料的原料中主要有蒽醌類、芳香族類、苯胺類、苯酚類和硝基苯類等有機物。并且在生產染料的過程中，會使用大量的酸堿，如果后期處理不當，這些物質都可能進入染料廢水，使廢水的COD值、PH值等超標，進而污染自然水體，對水生動植物及人類的生產和生活帶來危害。

羅丹明B是常用的一種染料，其具有價格低廉、色澤光鮮等特點，常被一些不法商販作為食品著色劑，以增強食品的色澤度。有關研究表明，羅丹明B不但能在血清蛋白中儲存和運輸，而且會對血紅蛋白的構象和分子能級產生明顯影響，被體外的某些不確定的物質引發誘變，最終生成羅丹明的衍生物促使細胞死亡。國際癌癥研究署(IARC)調查研究表明：攝取、吸入以及皮膚接觸該物質都會對人體的腎、肝、脾、心臟等器官有一定的傷害作用，引起急性或者慢性中毒等傷害。因此，一種降解染料羅丹明B的環保有效催化劑是十分有必要的。

鈣鈦礦作為一種新型水處理材料得到了廣泛地關注。但原始的單一的鈣鈦礦吸附和光催化能力較弱，故對原始鈣鈦礦進行改性以提高其吸附和光催化能力是非常有必要的。而對鈣鈦礦改性的方法有很多種，比如離子摻雜、貴金屬沉積、半導體耦合、材料負載等等。離子摻雜是指通過各種方法對鈣鈦礦的A位、B位或者O位元素離子引入新離子，使其晶格結構發生畸變，從而間接影響和增強催化劑晶格氧的活動度和遷移性。負載的方法不改變鈣鈦礦原始晶胞的結構，而是通過浸漬或充分混合的方法使金屬或者金屬的氧化物吸附在鈣鈦礦單一組分之上，從而能夠依靠所負載金屬的特性來填充晶格之間的空隙。不同的改性方法有不同的優點，結合不同的改性方法對鈣鈦礦進行改性對鈣鈦礦催化性能的提升具有重要的作用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種對水體染料羅丹明B具有高吸附和光催化氧化能力的鈣鈦礦催化劑LaMn_xMg_1-xO₃/MgO。

本發明還要解決的技術問題是提供上述對水體染料羅丹明B具有高吸附和光催化氧化能力的鈣鈦礦催化劑LaMn_xMg_1-xO₃/MgO的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術手段為：

一種化學改性的鈣鈦礦催化劑，所述鈣鈦礦催化劑的A位元素為La³⁺離子，B位元素為摻雜有Mg²⁺離子的Mn²⁺離子，同時所述鈣鈦礦催化劑上吸附有MgO，其中，Mg²⁺離子的摻雜量為Mn²⁺離子含量的1/9～1/4。

上述化學改性的鈣鈦礦催化劑的制備方法，包括如下步驟：