[發明專利]一種高催化活性莫來石材料、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 202210009496.3
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN114272916B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 陸之毅;蘇琳峰;陳徐
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B01J21/16
• 分類號: B01J21/16;C02F1/78;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本發明公開了一種高催化活性莫來石材料、其制備方法及應用。所述制備方法包括：對高嶺土進行煅燒處理，制得偏高嶺石；使偏高嶺石與堿性物質、絡合劑和堿洗溶劑均勻混合，形成均勻堿洗體系，從而對所述偏高嶺石進行堿洗處理；對堿洗處理所獲產物進行后處理，獲得莫來石材料。本發明所提供的莫來石材料相比于其他莫來石材料具有較高的催化效率，尤其是對于臭氧催化氧化有機污染物，并且其制備成本低，產量大，有利于低成本大規模地進行臭氧降解有機污染物；并且，原材料易得，易于操作，且可以實現較低溫度下制備莫來石材料，節約能源；本發明提供的臭氧降解污染物的處理方法簡便易行，催化效率高，能夠低成本高效率地實現污染物降解。

技術領域

本發明涉及陶瓷材料制備技術領域，尤其涉及一種高催化活性莫來石材料、其制備方法及應用。

背景技術

在眾多污水處理方法中，高級氧化技術以其高效的降解效率和廣泛的適用范圍成為目前最熱門的污水處理方法。臭氧法目前已經部分應用于工廠污水處理，再結合催化劑的催化作用，可以在維持臭氧低成本的優勢上，大大增強方法的處理效率以及適用范圍。但是，目前常見的催化臭氧化催化劑都需要貴金屬作為活性位點，大大提高了其成本，阻礙了催化臭氧化方法的進一步推廣。因此，一種低成本的，高催化性能的催化劑成為目前的研究熱點。作為目前成本最低的硅鋁酸鹽催化劑，硅鋁酸鹽催化劑在催化臭氧降解有機污染物方面具有一定的催化能力。但是，目前常用的硅鋁酸鹽催化劑，例如沸石、高嶺土等，其自身催化能力較低，且制備得到的塊狀催化劑機械強度不大，不利于催化臭氧降解有機污染物。莫來石作為目前常見的陶瓷原料，其自身具有很好的機械強度，但是普通的莫來石材料不具有催化臭氧降解有機污染物的性能。因此如何提高莫來石的催化性能，成為實現硅鋁酸鹽催化臭氧降解污染物大規模應用的核心問題。

另外，現有的制備莫來石材料的方法中，大部分方法是利用高嶺土在1300℃以上進行高溫燒結，燒結溫度高，能源浪費嚴重，且提高了莫來石材料的制備成本。

針對現有技術中的高燒結溫度的問題，本領域的研究人員進行了相關研究，開發了多種在低溫條件下制備莫來石材料的方法，例如中國發明專利CN108516814B中，利用三氧化鉬作為助燒劑，降低莫來石材料制備的燒結溫度；CN102584190B中，利用有機酸和氟化物對高嶺土進行改性處理，以實現低溫下制備莫來石材料；CN109811415B中，利用冰晶石與高嶺土混合燒結，以實現低溫下制備莫來石材料。

上述技術方案中，均需要額外對莫來石材料進行改性或添加助劑共同燒結以實現低溫制備莫來石材料，工藝復雜，成本高，且所制備的莫來石材料對于臭氧降解有機污染物的催化性能較低，無法滿足低成本大規模地進行臭氧降解有機污染物的應用需求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種莫來石材料、其制備方法及應用。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

第一方面，本發明提供一種莫來石材料的制備方法，包括：

提供高嶺土；

對所述高嶺土進行煅燒處理，制得偏高嶺石；

使所述偏高嶺石與堿性物質、絡合劑和堿洗溶劑均勻混合，形成均勻堿洗體系，從而對所述偏高嶺石進行堿洗處理；

對堿洗處理所獲產物進行后處理，獲得莫來石材料。

第二方面，本發明還提供上述制備方法制備得到的莫來石材料，所述莫來石材料在10-50℃下催化臭氧降解有機物的反應速率常數為0.08309-0.11220。

第三方面，本發明還提供一種上述莫來石材料在催化有機污染物降解領域的應用；

在一些優選實施方案中，所述應用包括催化臭氧降解有機污染物。

第四方面，本發明還提供一種臭氧降解污染物的處理方法，包括：