[發明專利]一種粉末催化材料、復合多孔納米催化材料的制備及應用

有效

• 申請號: 201711100248.5
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107744807B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 欒景飛;莊嚴
• 申請（專利權）人: 南京大學（蘇州）高新技術研究院
• 主分類號: B01J23/68
• 分類號: B01J23/68;C02F1/30
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 王鵬

本發明公開了一種粉末催化材料為AgGaTiNb₂O₉粉末催化材料，采用檸檬酸絡合法、硬脂酸法或固相燒結法制備，用于廢水中有機污染物的降解催化；以及復合多孔納米催化材料為AgGaTiNb₂O₉?凹凸棒土復合多孔納米催化材料的制備方法，用于用于廢水中有機污染物的降解催化；本發明所制備的催化材料可以更高效的降解廢水中的十溴二苯醚、甲基蘭和羅丹明B。

技術領域

本發明涉及兩種催化材料的制備及應用，分別是粉末催化材料AgGaTiNb₂O9和AgGaTiNb₂O₉-凹凸棒土復合多孔納米催化材料。

背景技術

隨著近些年來我國現代化進程的加快，在發展過程中引起的包括水污染在內的環境污染問題也越來越嚴重，相關統計表明我國工業廢水的排放量逐年增多，這些排放的工業廢水對人類的健康有著巨大的危害。針對水污染問題，目前的解決辦法主要有物理法、化學法、生物法；這些方法處理水污染中的有機污染物的的原理都是將污水中的有機污染物分解成二氧化碳和水等對環境無害的小分子。除此之外，新興起半導體光催化氧化技術作為一種節能、無二次污染的高級氧化技術，能將許多難生物降解的有機污染物降解為無害物質，受到了廢水處理領域研究者的青睞，成為他們的研究熱點內容。TiO₂作為該技術常用的光催化劑，已經被廣泛應用于水處理的過程中，但TiO₂能帶較寬，只對波長較短的紫外光產生響應，而太陽光中紫外光僅占5％，并且TiO₂顆粒較小，不易分離與回用，從而限制了它的發展。

為了從根木上解決環境污染問題，開發新型的高效太陽能轉換光催化材料體系已經成為當前環境領域的一個重大難題。層狀鈮酸鹽光催化劑具有選擇性好、比表面積較大、表面活性中心多等特點，更重要的是反應可以在夾層狹小的空間中進行，因此有很大的可能控制粒子粒度或聚集尺寸的大小，還可通過主客體間的協同作用，有效抑制光生電子與光致空穴間復合反應的發生，有效提高光催化性能。鄒志剛等在上Nature上報道了一類復雜氧化物微粒In1-xNixTaO₄在可見光照射下就能將水分解，這代表著繼第一代光催化材料TiO₂后，第二代可見光響應型光催化材料體系研究的開始。Mengkui Tian等也通過固相反應法合成了層狀鈮酸鹽光催化劑K₄Ce₂Nb₁₀O₃₀，其光吸收邊為690nm，相應的禁帶寬度為1.8eV，對可見光照射下的Na₂SO₃水溶液具有很強的析氫能力，并表現出較好的光催化效果。日本科學家Inoue等為了提高太陽光中可見光能的使用率，在半導體層狀化合物鈮酸鉀中插入有機色素卜啉衍生物，合成了染料敏化層狀光催化納米復合材料，并用可見光照射分析其光催化活性較好。但是是層狀鈮酸鹽材料本身的酸催化活性偏低，所以要對其進行一些必要的改性修飾，期望提高其對光催化降解的催化性能。

因此，如何提供一種吸附能力好、成本低以及易制備的催化材料可以更高效的除去廢水中的有機污染物成為了本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種粉末催化材料、復合多孔納米催化材料的制備及應用，本發明制備的粉末催化材料AgGaTiNb₂O9和以多孔型鏈層狀含水富鎂硅鋁酸鹽類黏土——凹凸棒土作為光催化劑載體來制備出AgGaTiNb₂O₉-凹凸棒土復合多孔納米催化材料，在可見光下處理水中的有機污染物，去除效果較好，表現出很好的發展前景。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種粉末催化材料的制備方法，所述粉末催化材料為AgGaTiNb₂O₉粉末催化材料，所述制備方法為檸檬酸絡合法，包括如下步驟：