[發明專利]一種海綿銅基復合催化材料的制備方法

有效

• 申請號: 202010588776.5
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111715276B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 趙明
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: B01J29/76
• 分類號: B01J29/76;B01J35/00;B01J37/34;C07C29/34;C07C31/12
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 吳彩鳳

1.一種海綿銅基復合催化材料的制備方法，其特征在于，包含如下步驟：

步驟[1]羥基磷灰石的Er³⁺及Ce³⁺共摻雜，具體包括如下操作：

a1.共摻雜處理液的配制：將乙酸鉺、氯化鈰、硫酸高鈰、乙酸銨加入去離子水中，混合均勻形成共摻雜處理液；

a2.羥基磷灰石顆粒的Er³⁺/Ce³⁺共摻雜：將60～280g羥基磷灰石顆粒加入到1L所述共摻雜處理液中以形成懸濁液，超聲攪拌0.5-4小時，直至該懸濁液變為棕紅色絮狀物；然后加入氫氧化鈉使pH值為8-11，在25-55℃反應1.5-6小時，過濾固相物，并用蒸餾水洗滌所得固相物5次，60-90℃真空干燥8-16小時，制得Er³⁺/Ce³⁺共摻雜羥基磷灰石顆粒；

步驟[2]MCM-22分子篩的K⁺離子交換得到K-MCM-22分子篩及金屬鈷在K-MCM-22分子篩的負載，具體包括如下操作：

b1.MCM-22分子篩的K⁺離子交換：將氟硅酸鈉加入去離子水中，同時加入聚丙烯酰胺和四丙基溴化銨，在50-80℃下加熱攪拌15-35分鐘，然后加入硫酸鋁鉀，獲得反應液；將該反應液倒入反應釜中，在110-180℃下反應4-8天后過濾固相物，蒸餾水洗滌所得固相物2次，在80-110℃干燥2-5小時，最后在500-800℃焙燒3-7小時，完成MCM-22分子篩的K⁺離子交換過程，制得K-MCM-22分子篩；

b2.金屬鈷在K-MCM-22分子篩的負載：將硫酸鈷加入去離子水中，攪拌溶解并加入所述K-MCM-22分子篩，超聲攪拌0.5-2小時形成均勻的分散體系，在70-105℃反應7-16小時后過濾固相物，蒸餾水洗滌所得固相物3次，最后在400-700℃焙燒2-5小時，完成金屬鈷在K-MCM-22分子篩的負載過程，獲得Co@K-MCM-22分子篩顆粒；

步驟[3]摻雜Er³⁺及Ce³⁺的羥基磷灰石顆粒和負載金屬鈷的K-MCM-22分子篩在海綿銅表面的電泳共沉積，具體包括如下操作：

將制得的Er³⁺/Ce³⁺共摻雜羥基磷灰石顆粒以及Co@K-MCM-22分子篩顆粒加入到甲基異丁酮有機溶劑中，超聲攪拌1-3小時以形成電沉積液；將海綿銅作為陰極，鉑片為陽極，電沉積溫度為20-40℃，以20-80V為電泳沉積電壓值，電沉積20-40分鐘，從而獲得所述海綿銅基復合催化材料。

2.根據權利要求1所述的一種海綿銅基復合催化材料的制備方法，其特征在于：步驟a1中所述共摻雜處理液中乙酸鉺的濃度為110～352mmol/L、氯化鈰的濃度為12～90mmol/L、硫酸高鈰的濃度為48～132mmol/L、乙酸銨的濃度為20～60mmol/L。

3.根據權利要求1所述的一種海綿銅基復合催化材料的制備方法，其特征在于：步驟b1中所述反應液中氟硅酸鈉的濃度為45-220g/L、聚丙烯酰胺的濃度為5-30g/L、四丙基溴化銨的濃度為3-25g/L、硫酸鋁鉀的濃度為80-270g/L。

4.根據權利要求1所述的一種海綿銅基復合催化材料的制備方法，其特征在于：步驟b2中所述分散體系中硫酸鈷的濃度為85-130g/L、K-MCM-22分子篩的濃度為35-90g/L。

5.根據權利要求1所述的一種海綿銅基復合催化材料的制備方法，其特征在于：所述電沉積液中Er³⁺/Ce³⁺共摻雜羥基磷灰石顆粒的濃度為30-130g/L、Co@K-MCM-22分子篩顆粒的濃度為20-70g/L。