[發(fā)明專利]一種啞鈴狀羥基磷酸銅催化劑的簡(jiǎn)易制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710115883.4
• 申請(qǐng)日: 2017-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106807415A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 滕飛;翟逸飛;趙運(yùn)宣;劉再倫;楊洋;滕怡然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J27/18
• 分類號(hào): B01J27/18;B01J35/02;C02F1/30;C02F101/30
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司32252
• 代理人: 戴朝榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種催化劑制備方法，具體涉及一種啞鈴狀羥基磷酸銅催化劑的簡(jiǎn)易制備方法。

背景技術(shù)

隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴(yán)重。其中，工業(yè)廢水中的染料廢水的排放量大而難處理，一直是廢水處理的主要難點(diǎn)。濕法氧化是處理此類難降解染料廢水的重要方法。溫和條件下的非均相催化氧化,有較傳統(tǒng)芬頓試劑獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而受到重視,廉價(jià)高效催化劑開(kāi)發(fā)是該處理工藝的關(guān)鍵。肖豐收等(F.S.Xiao et al J Catal.2001,199:273-281)首先發(fā)現(xiàn)合成的羥基磷酸銅是一種具有良好應(yīng)用前景的新型催化材料,在溫和條件下的一系列綠色氧化過(guò)程中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。例如，羥基磷酸銅在催化羥化苯、苯酚和萘酚等方面性能優(yōu)越。羥基磷酸銅的催化活性優(yōu)于著名的鈦硅分子篩TS-1。但由于氧化活性過(guò)高,易于深度氧化生成焦油,限制了其應(yīng)用。為了發(fā)揮該催化劑高氧化活性的特點(diǎn),羥基磷酸銅還被用于對(duì)硝基苯酚廢水的降解處理,并且取得了較好效果。王潤(rùn)偉等(高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào)20081331-1333)報(bào)道了水熱條件下快速綠色合成羥基磷酸銅。最近，周翔(鄭州大學(xué)2010)報(bào)道了層狀羥基磷酸銅的制備，用于高濃度有機(jī)廢水的處理效果明顯。因此尋求羥基磷酸銅簡(jiǎn)便的合成方法和提高其催化活性成為催化研究的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單易行，有利于大規(guī)模推廣，催化活性高的啞鈴狀羥基磷酸銅催化劑的制備方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種啞鈴狀羥基磷酸銅催化劑，該催化劑化學(xué)式Cu₂PO₄OH，屬于正交晶系，其簡(jiǎn)易制備方法以純水為溶劑，在攪拌條件下加入氯化銅和磷酸二氫鉀，并加入氫氧化鉀，調(diào)節(jié)pH，水熱反應(yīng)后離心洗滌干燥，即可制備出啞鈴狀羥基磷酸銅催化劑。

具體包括以下步驟：

1)在反應(yīng)容器中加入適量水，攪拌條件下，依次加入一定量的氯化銅和磷酸二氫鉀；

2)加入一定量的氫氧化鉀，調(diào)節(jié)pH，攪拌30min；

3)將混合溶液加入到聚四氟乙烯內(nèi)襯中，140℃恒溫水熱反應(yīng)24小時(shí)，離心洗滌干燥。

步驟1)中，銅離子水溶液濃度0.03mol/L～0.06mol/L。

步驟1)中，每60ml水中加入磷酸二氫鉀1mmol～2.5mmol。

步驟2)中，每60ml溶液中加入氫氧化鉀1mmol～2.5mmol，調(diào)節(jié)pH范圍為9～11。

步驟3)中，在140℃下水熱24小時(shí)，離心洗滌3次，60℃烘干。

本發(fā)明制備的催化劑能夠有效降解水中污染物。

本發(fā)明的啞鈴狀羥基磷酸銅催化劑結(jié)構(gòu)新穎，其制作方法簡(jiǎn)易，成本低廉，重現(xiàn)性，穩(wěn)定性好，且具有高催化活性。與現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)相比，方法簡(jiǎn)易，晶體粒徑小催化性能優(yōu)越，能夠高效降解羅丹明B廢水溶液。

附圖說(shuō)明

圖1：實(shí)施例一制備的啞鈴狀羥基磷酸銅催化劑的掃面電子顯微鏡(SEM)圖。

圖2：實(shí)施例一制備的啞鈴狀羥基磷酸銅催化劑的X射線衍射(XRD)圖。

圖3：測(cè)試?yán)恢苽涞膯♀彔盍u基磷酸銅催化劑在降解含有羅丹明B染料水溶液的活性對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例一:

室溫下，取60mL的純水，倒入燒杯中，在攪拌條件下加入2mmol的氯化銅和1mmol磷酸二氫鉀，再加入1mmol的氫氧化鉀，充分?jǐn)嚢?0min，最后將混合溶液加入到聚四氟乙烯內(nèi)襯中，在140℃下水熱24小時(shí)，離心洗滌3次，60℃烘干即可。

圖1為實(shí)施例一制備的啞鈴狀羥基磷酸銅催化劑的掃面電子顯微鏡(SEM)圖。由圖1可見(jiàn)本發(fā)明制備的羥基磷酸銅催化劑為均一啞鈴狀，SEM的觀察下半徑在13--17μm左右。

圖2為實(shí)施例一制備的啞鈴狀羥基磷酸銅催化劑的X射線衍射(XRD)圖。由圖2可以看出，與XRD標(biāo)準(zhǔn)卡(JCPDS:83-2264)比較，實(shí)施例一制備的啞鈴狀羥基磷酸銅的物相是純相。

實(shí)施例二:

室溫下，取60mL的純水，倒入燒杯中，在攪拌條件下加入3mmol的氯化銅和1.5mmol磷酸二氫鉀，再加入1.5mmol的氫氧化鉀，充分?jǐn)嚢?0min，最后將混合溶液加入到聚四氟乙烯內(nèi)襯中，，在140℃下水熱反應(yīng)24小時(shí)，離心洗滌3次，60℃烘干即可。

實(shí)施例三: