[發明專利]一種雙鈣鈦礦催化劑及其制備方法與用法

有效

• 申請號: 202010285320.1
• 申請日: 2020-04-13
• 公開（公告）號: CN111359622B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 吳敏;鄭穎平;秦艷濤
• 申請（專利權）人: 南京中微納米功能材料研究院有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J35/10;C02F1/30;C02F1/32;C02F101/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種雙鈣鈦礦催化劑及其制備方法與用法，該催化劑為La₂MnCoO₆，該催化劑為層次性多孔結構，制備方法為在攪拌條件下將硝酸鑭、硝酸錳和硝酸鈷溶解在水中，形成混合溶液；在所述混合溶液中加入絡合劑；將所述加入絡合劑的混合溶液進行水熱反應、冷卻洗滌、干燥，得到前驅體粉末，然后煅燒，制得雙鈣鈦礦催化劑，并提供該催化劑在處理水體中藥物中間體甾族化合物的用法，本發明催化劑的層次性多孔結構可以提供較大的接觸面積，性能穩定催化效果好，并且無二次污染，可回收利用；在處理水體中甾族化合物，輔助的超聲波可以分散催化劑，增加接觸面積，加快了產生羥基自由基的速度，提高降解率。

技術領域

本發明涉及一種催化劑及其制備方法與用法，尤其涉及一種雙鈣鈦礦催化劑及其制備方法與用法。

背景技術

目前廣泛應用的光催化劑TiO₂本身也存在著一些不足，例如半導體載流子的復合率偏高，導致量子效率偏低，并且TiO₂只能響應紫外光，這使得太陽光的應用受到一定限制；金屬氧化物如Cu₂O、CuO、CdO、SnO、Cr₂O₃、Bi₂O₃等光催化劑的比表面積較低，接觸面積較小導致催化活性位點較少；傳統的ABO₃型鈣鈦礦雖然可以響應可見光來降解廢水中的有機物，但是因其較高的電子-空穴的復合率和較低的比表面積在廣泛應用中受到了限制。

近年來，由于水環境中積累天然及人工合成的藥物及藥物中間體甾族化合物(又稱類固醇)，對人類及動物內分泌系統可能造成健康風險，而受到了廣泛的關注。自然水體中的甾族化合物濃度是不定，但是它們具有持久性、有毒性、有生物蓄積性和危害潛伏性。其中甾族化合物中的雌激素的化學性質穩定，進入環境后易在各自生物體內積累，可模擬生物體內雌激素的生理生化作用，干擾或抑制內分泌、神經免疫和生殖系統功能，亦可增加癌癥風險，繼而導致許多的人類疾病和動物的生物損害。

水體中甾族化合物的降解途徑主要有：吸附、光催化降解、高級氧化作用、生物降解作用等過程，在深水區和沉積物中，主要依靠生物降解作用。現有污水處理工藝對甾族化合物的去除主要依靠生物轉化及降解，但微生物的處理能力取決于生物特異性和生長條件等，處理效果不佳，進入污水處理系統的甾族化合物僅有10-40％能被去除。研究表明，甾族化合物較難被微生物徹底降解，即使在污水處理系統的好氧環境中也不能得到有效去除，并且在缺氧或厭氧環境下甾族化合物的降解周期更長。光催化降解是一種節能有效的有機物降解方法，但是因為反應時間長，反應不均勻，光催化劑的壽命短等缺點限制了其廣泛使用。

發明內容

發明目的：本發明的第一目的旨在提供一種性能穩定、催化效果好、無二次污染、可回收利用的雙鈣鈦礦催化劑，本發明的第二目的旨在提供該催化劑的制備方法，本發明的第三目的旨在提供該催化劑在處理水體中藥物中間體甾族化合物的用法。

技術方案：本發明的雙鈣鈦礦催化劑，所述催化劑為La₂MnCoO₆，所述催化劑為層次性多孔結構。

進一步地，所述催化劑的比表面積為238.19-352.73m²/g。

本發明的雙鈣鈦礦催化劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)在攪拌條件下將硝酸鑭、硝酸錳和硝酸鈷溶解在水中，形成混合溶液；

(2)在所述混合溶液中加入絡合劑；

(3)將所述加入絡合劑的混合溶液進行水熱反應、冷卻洗滌、干燥，得到前驅體粉末，然后煅燒，制得雙鈣鈦礦催化劑。

進一步地，步驟(1)和步驟(2)中，所述硝酸鑭、硝酸錳、硝酸鈷和絡合劑的摩爾比為1:1:1:1-5。