[發(fā)明專利]一種納米線球狀鉬鎢雜多酸鹽類催化劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810734714.3
• 申請(qǐng)日: 2018-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN108772109B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔令濤;胡軼;張開勝;劉錦淮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): B01J31/38
• 分類號(hào): B01J31/38;B01J27/19;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 合肥國(guó)和專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34131
• 代理人: 孫永剛

本發(fā)明公開了一種在水熱反應(yīng)下得到的納米尺度的線球狀雜多酸鹽類催化劑及其制備方法。該方法包括步驟：將鎂鹽、鈦鹽、鉬酸鹽、鎢硅雜多酸、甘氨酸及三乙醇胺于水溶液中攪拌均勻混合，將得到的溶液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，進(jìn)行水熱反應(yīng)得到納米尺度的線球狀鎢鉬雜多酸鹽類催化劑。本發(fā)明采用廉價(jià)的無(wú)機(jī)鹽為原材料，制備出高比表面積的納米尺度的線球狀雜多酸類催化劑并將其應(yīng)用于異相芬頓高級(jí)氧化反應(yīng)中，高效降解四環(huán)素類抗生素。本發(fā)明的納米尺度的線球狀的鎢鉬雜多酸鹽類催化劑對(duì)水中的pH值(2～7)適用范圍廣，同時(shí)制備簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。材料可廣泛應(yīng)用于含四環(huán)素廢水，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米尺度的線球狀鉬鎢雜多酸催化劑及其制備方法，該雜多酸催化劑可以實(shí)現(xiàn)對(duì)污染廢水中四環(huán)素類抗生素的有效去除，屬于環(huán)境保護(hù)及處理的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

人或其它動(dòng)物往往不能將服用的抗生素完全吸收，導(dǎo)致大量的抗生素以代謝產(chǎn)物甚至原態(tài)排入環(huán)境中造成的污染稱為抗生素污染。抗生素的濫用會(huì)導(dǎo)致病原微生物產(chǎn)生耐藥性，使得抗生素能殺死細(xì)菌的有效劑量不斷增加。低劑量的抗生素長(zhǎng)期排入環(huán)境中，會(huì)造成敏感菌耐藥性的增強(qiáng)。并且，耐藥基因可以在環(huán)境中擴(kuò)展和演化，對(duì)生態(tài)環(huán)境及人類健康造成潛在威脅。除了能引起細(xì)菌的抗藥性，抗生素對(duì)其它生物也可能產(chǎn)生毒性。四環(huán)素作為一種典型的抗生素，在被人體攝入后，難以被腸胃吸收，約75％的劑量以母體化合物的形式被人體排出進(jìn)入環(huán)境污水，對(duì)生態(tài)環(huán)境和生物安全造成極大的潛在威脅。因此，尋求一種好的方法來(lái)制備成本低廉、操作簡(jiǎn)單、催化降解能力強(qiáng)的催化劑來(lái)對(duì)污染廢水中的四環(huán)素進(jìn)行高效的降解顯得十分重要。

抗生素污水的治理和四環(huán)素的降解在近年來(lái)一直是熱門的話題，傳統(tǒng)的去除技術(shù)大體可以分為吸附法和高級(jí)氧化法。相比吸附法，高級(jí)氧化技術(shù)對(duì)抗生素的降解更為徹底，去除更為有效，因此高級(jí)氧化法在目前被廣泛應(yīng)用并被作為一種高效去除抗生素的技術(shù)。

過(guò)渡金屬雜多酸鹽具有很好的催化活性與不錯(cuò)的穩(wěn)定性，對(duì)于工業(yè)及醫(yī)藥上含抗生素污染廢水的去除更顯優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種納米尺度的線球狀鎢鉬雜多酸鹽類催化劑及其制備方法并將其應(yīng)用于降解抗生素。

本發(fā)明所提供的的納米尺度的線球狀鎢鉬雜多酸鹽類催化劑，比表面積150～300m²/g、平均孔隙半徑為為微孔線球狀結(jié)構(gòu)，線球直徑600～800nm。

本發(fā)明所要提供的納米尺度的線球狀鎢鉬雜多酸鹽類催化劑的制備方法，采用以下步驟：

(1)將鎂鹽、鈦鹽、鉬酸鹽、鎢硅雜多酸、甘氨酸及三乙醇胺于水中均勻混合，持續(xù)攪拌0.5～2小時(shí)，得到淡乳白色溶液；

(2)將淡乳白色溶液置于反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)36～72小時(shí)，反應(yīng)溫度為160～180℃；

(3)取水熱反應(yīng)后得到的黃綠色固體粉末過(guò)濾、洗滌、離心、冷凍干燥，得到納米尺度的線球狀鎢鉬雜多酸鹽類催化劑。

本發(fā)明上述所述的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(1)所述鎂鹽、鈦鹽、鉬酸鹽均為可溶性鹽。所述鎂鹽可選自氯化鎂、硝酸鎂中的至少一種，摩爾濃度優(yōu)選為0.05～0.15mol/L，更優(yōu)選為0.1mol/L；所述鈦鹽可選自硫酸鈦、硝酸鈦、氯化鈦中的至少一種，摩爾濃度優(yōu)選為0.005～0.150mol/L，更優(yōu)選為0.01mol/L；所述鉬酸鹽可選自鉬酸鈉、四水合鉬酸銨中的至少一種，摩爾濃度優(yōu)選為0.005～0.150mol/L，更優(yōu)選為0.01mol/L；所述鎢硅雜多酸(SiW₁₂)摩爾濃度優(yōu)選為0.0025～0.0075mol/L，更優(yōu)選為0.005mol/L；甘氨酸摩爾濃度優(yōu)選為0.0025～0.0075mol/L，更優(yōu)選為0.005mol/L；三乙醇胺摩爾濃度優(yōu)選為0.0025～0.0075mol/L，更優(yōu)選為0.005mol/L。