[發明專利]一種純硅沸石基納米銀復合材料及其制備方法和催化應用

有效

• 申請號: 202110554230.2
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113275007B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 李慶;劉勝;雷福厚;段文貴;彭華玲;梁玉霖;郭宇娟;陳榮華
• 申請（專利權）人: 廣西民族大學
• 主分類號: B01J23/50
• 分類號: B01J23/50;B01J37/10;B01J37/16;C02F1/70;C02F101/34;C02F101/38
• 代理公司: 武漢謙源知識產權代理事務所(普通合伙) 42251
• 代理人: 尹偉

本發明涉及一種純硅沸石基納米銀復合材料及其制備方法和應用，制備方法包括如下步驟：S1.純硅沸石制備；S2.純硅沸石與納米銀復合：按比例將純硅沸石粉末、PVP粉末和去離子水混合，超聲分散后將新制銀氨溶液加入至分散液中，銀氨離子與PVP的用量之比為0.001?0.01mol:1g，先通氮氣脫除空氣，然后氮氣保護下，升溫至70℃并維持，攪拌至反應完全，最后離心、水洗及真空干燥，即得。本發明優點為，首次嘗試以純硅沸石納米粉末為基底負載納米銀粒子，制得的復合材料對亞甲基藍及硝基酚類化合物有著高效的催化還原效果,同時納米銀在PSZN上結合牢固且分散好，克服了納米銀易團聚導致催化劑中毒的不足。

技術領域

本發明屬于材料科學與催化領域，具體涉及一種純硅沸石基納米銀復合材料及其制備方法和催化應用。

背景技術

近十年來，納米材料由于其優異的性能和在多相催化領域有廣泛應用而引起人們的廣泛關注。其中，貴金屬納米粒子，特別是銀(Ag)納米粒子，由于其獨特的物理化學性質，與本體相比，被認為是一種很有吸引力的催化劑材料，主要包括：(1)Ag納米粒子的催化活性很容易利用顆粒大小、形狀和溫度來調節；(2)Ag納米粒子催化劑在溫和條件下甚至環境溫度下是活性的；(3)Ag納米粒子催化劑由于其價格相對較低，一般不到金或鉑的1/50；(4)Ag納米粒子催化劑由于其毒性相對較低，具有較高的應用價值。所以，Ag納米粒子作為一種催化性能特別好的催化材料，在污水處理和光催化制氫方面有著非常重要的應用。

但是單一的Ag納米粒子作為催化劑因為粒徑小具有較高表面能，易發生團聚和氧化，導致催化活性降低和催化劑中毒等問題，而且難以回收和價格高等缺點也都制約著其在催化領域的發展。為了解決這些問題，許多方法已經被嘗試，其中最有效的一種方法是摻Ag納米粒子載于聚合物基體、金屬氧化物等載體上，以提高納米催化劑的分散性和穩定性。一般構建這類Ag納米復合材料需要兩步。首先，基材的表面有活性位點；然后，Ag納米粒子可以負載到這些基材表面。這些載體可通過靜電吸附作用、空間限域作用或表面功能基團的螯合作用固定納米顆粒，但通常這些載體的前處理及制備方法較為復雜。所以，探究一種簡單方法就可以制備的載體基納米銀催化劑十分具有實際應用前景。

另外，現有的應用于廢水中亞甲基藍、硝基酚類等有害有機物處理的催化材料催化效率不高，而性能相對較好的金、鉑等貴金屬催化劑價格高昂，以過渡金屬為代表的雙金屬體系催化材料又限制于復雜的生產工藝而難以完全滿足對廢水的處理要求。因此，研究一種價格相對較低且安全低毒的高效銀基功能催化復合材料具有重要意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種純硅沸石基納米銀復合材料及其制備方法和應用，旨在克服現有技術存在的上述不足。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種純硅沸石基納米銀復合材料的制備方法，其包括如下步驟：

S1.純硅沸石制備：在攪拌條件下，將四丁基氫氧化銨與水的混合液緩慢滴加至正硅酸乙酯中，滴加完畢后的反應液在室溫下充分攪拌,然后將反應液轉移至水熱反應釜中，控制溫度在115℃靜態加熱24小時，隨后離心、水洗及真空干燥后，于馬弗爐中灼燒去除模板劑，即得尺寸均一且形貌規整的純硅沸石粉末；

S2.純硅沸石與納米銀復合：按照0.1-0.3g:1g:30-40mL的比例將純硅沸石粉末、PVP粉末和去離子水混合，超聲分散均勻得分散液，然后將新配制的銀氨溶液加入至分散液中，銀氨溶液中銀氨離子與分散液中PVP的用量之比為0.001-0.01mol:1g，先通氮氣脫除空氣，然后氮氣保護下，升溫至70℃并維持，攪拌至反應完全，最后離心、水洗及真空干燥，即得純硅沸石基納米銀復合材料。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下進一步的具體選擇或更優選擇。

具體的，步驟S1中四丁基氫氧化銨與水的混合液中四丁基氫氧化銨的濃度為71.14wt％，步驟S1的混合液中四丁基氫氧化銨和正硅酸乙酯的質量比為1.4-1.5：1。