[發明專利]一種強微波紫外場中的催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201910156452.1
• 申請日: 2019-03-01
• 公開（公告）號: CN109876797A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 馬中發;阮俞穎;樊曉鵬;張濤
• 申請（專利權）人: 陜西青朗萬城環保科技有限公司
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J27/049;B01D53/86;B01D53/72
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種強微波紫外場中的催化劑及其制備方法，所述催化劑包括用于固定載體的催化床、粘附在催化床上的載體、粘附在載體上的摻雜改性的光氧化催化劑。催化床采用不吸收微波的材料制成，其上用無機粘合劑粘附不定量不定形狀的載體，在無機粘合劑未干之前，在載體表面噴撒不定量不定形狀的摻雜改性的光氧化催化劑顆粒。本發明的催化劑可用于強微波與紫外場中，在紫外光與微波的共同作用下，不但催化效率高，且催化劑表面不容易附著其它產物，具有更好的可靠性和壽命，在微波化工與環保領域具有廣泛潛在應用。

技術領域

本發明涉及一種催化劑，尤其涉及一種強微波紫外場中的催化劑及其制備方法。

背景技術

環境污染是我國目前非常突出的社會經濟問題。人們對環境污染的關注已由局部的、區域的污染擴展至全球環境變化，人們也越來越關注有毒有害物質對社會和人體健康的影響，在美國國家環境保護署(EPA)所列的有毒排放物清單(TRI)的25種中，有18種是有機物，這18種有機物占有毒排放物排量的74.2％，可見治理有機污染物是環境污染治理中極為重要的一部分。光催化氧化技術是目前有機污染物處理的重要手段，能夠將有機物分解為二氧化碳、水等物質。

二氧化鈦光催化劑具有光催化活性高、氧化能力強、化學性質穩定、降解有機物徹底、不引起二次污染和無毒性等優點，已成為光催化降解有機污染物領域中研究最為深入的一種納米光觸媒材料。但是二氧化鈦的光催化反應過程，很大程度依靠第一步的光子激發，所以有足夠激發二氧化鈦的光子，才能提供足夠的能量。二氧化鈦作為光催化劑僅僅能吸收紫外光，但紫外光僅占太陽光的5％，這一性質很大程度上限制了二氧化鈦的應用。

申請號為201310430267.X的中國專利公開了一種制備高價態錳摻雜二氧化鈦的方法。以0.2～0.6g TiB₂作為Ti源，加入濃鹽酸10～20mL、水30～50mL配制水熱反應溶液，并加入Mn/Ti原子比2～10％的MnCl₂，于150～200℃水熱合成反應18～30h，得到澄清透明溶液；在此澄清透明溶液中滴加氨水，沉淀出黑色絮狀物漂浮在水溶液中，滴加氨水至不再析出沉淀為止，然后反復水洗沉淀物直至其顏色變白，抽濾得到所需前驅體；將前驅體充分干燥后于400～600℃空氣中加熱焙燒2～4h即可。本發明通過水熱合成加化學沉淀法，獲得高價態Mn離子摻雜的二氧化鈦，光吸收帶邊的顯著改善，并且可通過控制Mn⁴⁺/Mn³⁺的比例實現TiO₂光吸收帶邊的可控調節。但是，該高價態摻Mn-TiO₂對光吸收的光催化活性有限，不能達到環境污染治理中對有機污染物降解的要求。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種用于強微波紫外場中的催化劑，不但催化效率高，且催化劑表面不容易附著其它產物，具有更好的可靠性和壽命。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種強微波紫外場中的催化劑，包括用于固定載體的催化床、粘附在催化床上的載體以及粘附在載體上的摻雜改性的光氧化催化劑。

作為本發明再進一步的方案：所述催化床的材料選用不吸收微波、不反射微波的材料。

作為本發明再進一步的方案：所述載體材料選用吸收微波的材料。

作為本發明再進一步的方案：所述催化床與載體、載體與光氧化催化劑均使用無機粘合劑粘合，該無機粘合劑選用硅酸鹽粘合劑、磷酸鹽粘合劑、金屬氧化物粘合劑、硫酸鹽粘合劑或硼酸鹽粘合劑中的一種。

作為本發明再進一步的方案：所述光氧化催化劑采用表面修飾手段：貴金屬沉積、過渡金屬離子摻雜或半導體材料復合中的一種。

作為本發明再進一步的方案：所述光氧化催化劑采用過渡金屬離子Mn摻雜修飾。

作為本發明再進一步的方案：強微波紫外場中的催化劑的制備方法，包括如下步驟，