專(zhuān)利名稱(chēng):氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑及其制備方法和專(zhuān)用微弧氧化電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及催化劑制備領(lǐng)域,尤其涉及氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑及其制備方法和專(zhuān)用微弧氧化電解液。
背景技術(shù):
近年來(lái),國(guó)內(nèi)外處理高濃度有機(jī)廢水主要采用濕式催化氧化法,該技術(shù)是在一定壓力、溫度及一定量催化劑的作用下將廢水中的有機(jī)物及其它含N、S等有毒物分解成C02、H2O等無(wú)害物質(zhì),具有高凈化效率、無(wú)二次污染、流程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。目前微弧氧化技術(shù)以其工藝簡(jiǎn)單、效率高、無(wú)污染、處理工件能力強(qiáng)等特點(diǎn),得以迅速發(fā)展。常見(jiàn)的濕式催化氧化非貴金屬催化劑主要是以Y-Al2O3為載體,CuO或胞02為活性物的催化劑,其制備方法主要有溶膠-凝膠法、浸潰法和共沉淀法等。這些常用的制備方法都存在制備工序復(fù)雜、成本高、活性物與載體之 間結(jié)合力差,易流失等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑的制備方法,該方法具有生產(chǎn)效率高、工序簡(jiǎn)單、成本低、使用操作方便的特點(diǎn)。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供上述的方法制備得到的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑,該催化劑的催化膜層中活性物CuO與載體Al2O3之間結(jié)結(jié)合強(qiáng)度好,活性物溶出率低,可以進(jìn)行多次重復(fù)使用,提高催化劑的穩(wěn)定性。本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供上述的用于制備上述氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑的微弧氧化電解液,該電解液將催化活性的物質(zhì)摻入到電解液中,具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)易于控制、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述的第一個(gè)目的,本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:
氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑的制備方法,該方法由純鋁試樣置于的含有乙酸銅的微弧氧化電解液進(jìn)行微弧氧化處理制得所述的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑。作為優(yōu)選,形成在純招試樣表面含有CuO/ Al2O3的催化膜層的厚度為5 20um。作為優(yōu)選,所述的微弧氧化電解液中乙酸銅的濃度為0.010-0.10mol/L。作為再優(yōu)選,所述的微弧氧化電解液還包括磷酸鈉0.03、.08mol/L,硼酸鈉
0.02 0.05mol/L,鎢酸鈉 0.002 0.010 mol/L,硅酸鈉 0.002 0.008mol/L。作為再優(yōu)選,所述的微弧氧化電解液還包括六偏磷酸鈉0.03(T0.40mol/l,偏釩酸銨 0.008-0.025mol/l,硫酸鈷 0.003-0.006mol/l,硅酸鈉 0.08-0.122mol/l
作為再優(yōu)選,所述的微弧氧化電解液還包括六偏磷酸鈉0.04、.08mol/l,硅酸鈉
0.04 0.08mol/l ;氫氧化鈉 0.02 0.05mol/l ;鎢酸鈉 0.01 0.03mol/l。作為再優(yōu)選,所述的微弧氧化電解液還包括六偏磷酸鈉0.002、.01 mol/L,硅酸鈉 0.05 0.10 mol/L,氫氧化鈉 0.10 0.30 mol/L。
作為優(yōu)選,微弧氧化處理過(guò)程工藝參數(shù)為:氧化時(shí)間3-11分鐘,電壓400-550V,頻率250-1000赫茲,占空比6%-30%。為了實(shí)現(xiàn)上述的第二個(gè)目的,本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:
氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑,該催化劑采用上述任何一種技術(shù)方案所述的方法制備得到。為了實(shí)現(xiàn)上述·的第三個(gè)目的,本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:
一種用于上述的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑制備的微弧氧化電解液,該電解液含有乙酸銅,所述的乙酸銅的濃度為0.010-0.10mol/L。作為再優(yōu)選,所述的微弧氧化電解液還包括磷酸鈉0.03、.08mol/L,硼酸鈉
0.02 0.05mol/L,鎢酸鈉 0.002 0.010 mol/L,硅酸鈉 0.002 0.008mol/L。作為再優(yōu)選,所述的微弧氧化電解液還包括六偏磷酸鈉0.03(T0.40mol/l,偏釩酸銨 0.008-0.025mol/l,硫酸鈷 0.003-0.006mol/l,硅酸鈉 0.08-0.122mol/l。作為再優(yōu)選,所述的微弧氧化電解液還包括六偏磷酸鈉0.04、.08mol/l,硅酸鈉
0.04 0.08mol/l ;氫氧化鈉 0.02 0.05mol/l ;鎢酸鈉 0.01 0.03mol/l。作為再優(yōu)選,所述的微弧氧化電解液還包括六偏磷酸鈉0.002、.01 mol/L,硅酸鈉 0.05 0.10 mol/L,氫氧化鈉 0.10 0.30 mol/L。本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
1、微弧氧化技術(shù)本身具有工藝簡(jiǎn)單、效率高、無(wú)污染、處理工件能力強(qiáng)、降耗減排等優(yōu)點(diǎn)。2、本發(fā)明可以得到大面積具有催化功能的膜層,相對(duì)于傳統(tǒng)方法可實(shí)現(xiàn)一步即可制備,減少工序、節(jié)約成本。而且膜層表面的多孔結(jié)構(gòu)是可控的,可以通過(guò)微弧氧化制備的電參數(shù)從而改變微孔的孔徑大小,以及微孔的孔隙率。3、本發(fā)明得到的催化膜層中活性物CuO與載體Al2O3之間結(jié)結(jié)合強(qiáng)度好,活性物溶出率低,可以進(jìn)行多次重復(fù)使用,提高催化劑的穩(wěn)定性。4、本發(fā)明所采用的制備方法主要是將催化活性的物質(zhì)摻入到電解液中,而后采用微弧氧化的方法。此制備方法具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)易于控制、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。采用本發(fā)明制備的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化膜層,外觀平整光滑,活性物CuO與載體Al2O3之間結(jié)結(jié)合強(qiáng)度好,活性物溶出率低,可以進(jìn)行多次重復(fù)使用,相對(duì)于傳統(tǒng)方法可實(shí)現(xiàn)一步即可制備,減少工序、節(jié)約成本。
圖1是本發(fā)明氧化銅/氧化鋁催化劑加入前后對(duì)甲基橙催化降解率隨時(shí)間變化曲線圖(a-加入后,b-加入前)。圖2是本發(fā)明氧化銅/氧化鋁催化劑表面微觀形貌圖。圖3為本發(fā)明氧化銅/氧化鋁催化劑表面XPS圖譜(Ols分峰擬合圖譜)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的氧化銅/氧化鋁催化劑制備方法,按以下步驟進(jìn)行:首先,以堿性溶液作為微弧氧化基礎(chǔ)電解液,基礎(chǔ)電解液的配方如下:
配方一:磷酸鈉0.066mol/L,硼酸鈉0.034mol/L,鎢酸鈉0.006mol/L,硅酸鈉
0.005mol/L ;
配方二:六偏磷酸鈉0.035mol/l,偏釩酸銨0.008-0.025mol/l,硫酸鈷
0.003-0.006mol/l,硅酸鈉 0.08-0.122mol/l ;
配方三:六偏磷酸鈉0.06mol/l,娃酸鈉0.05mol/l,氫氧化鈉0.03mol/l,Na2WO40.02mol/l ;
配方四:六偏磷酸鈉0.008mol/L,娃酸鈉0.08mol/L,氫氧化鈉0.125mol/L。稱(chēng)取上述的各藥品,加入去離子水稀釋?zhuān)瑪嚢柚翢o(wú)色透明溶液;將乙酸銅(0.015-0.035mol/L)按比例加入上述溶液中,攪拌均勻。然后,將待處理的純鋁試樣置于上述電解液中進(jìn)行微弧氧化處理,微弧氧化過(guò)程采用MA075-1II型微弧氧化控制電源及裝置,處理過(guò)程中一直攪拌至結(jié)束,用純鋁試樣作陽(yáng)極,不銹鋼板作陰極,控制處理過(guò)程工藝參數(shù):氧化時(shí)間0-10分鐘,電壓400-550伏特,頻率250-1000赫茲,占空比6%-40%。在純鋁工件表面形成厚度為5 20um含有CuO/ Al2O3的催化膜層。實(shí)施例1
首先,稱(chēng)取下列各藥品(0.066mol/L)磷酸鈉、(0.034mol/L)硼酸鈉、(0.006mol/L)鎢酸鈉和(0.005mol/L)硅酸鈉,加入去離子水稀釋配置電解液,再將乙酸銅(0.015mol/L)加入上述溶液中,攪拌均勻。將待處理的純鋁試樣置于電解液中進(jìn)行微弧氧化處理,用純鋁試樣作陽(yáng)極,不銹鋼板作陰極,控制處理過(guò)程工藝參數(shù)如表I所示,即可在純鋁試樣表面形成厚度約為5um含有CuO/ Al2O3的催化膜層。表I純鋁微弧氧化工藝參數(shù)
權(quán)利要求
1.化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑的制備方法,其特征在于該方法由純鋁試樣置于的含有乙酸銅的微弧氧化電解液進(jìn)行微弧氧化處理制得所述的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑的制備方法,其特征在于:形成在純鋁試樣表面含有CuO/ Al2O3的催化膜層的厚度為5 20um。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑的制備方法,其特征在于微弧氧化電解液中乙酸銅的濃度為0.010-0.lOmol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑的制備方法,其特征在于微弧氧化電解液還包括磷酸鈉0.03 0.08mol/L,硼酸鈉0.02 0.05mol/L,鎢酸鈉0.002 0.010mol/L,硅酸鈉 0.002 0.008mol/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑的制備方法,其特征在于微弧氧化電解液還包括六偏磷酸鈉0.03(H).40mol/l,偏釩酸銨0.008-0.025mol/l,硫酸鈷0.003-0.006mol/l,硅酸鈉 0.08-0.122mol/l。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑的制備方法,其特征在于微弧氧化電解液還包括六偏磷酸鈉0.04、.08mol/l,娃酸鈉0.04、.08mol/l ;氫氧化鈉0.02 0.05mol/l ;鎢酸鈉 0.01 0.03mol/l。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑的制備方法,其特征在于微弧氧化電解液還包括六偏磷 酸鈉0.002 0.01 mol/L,娃酸鈉0.05 0.10 mol/L,氫氧化鈉0.10 0.30 mol/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求Γ7任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑的制備方法,其特征在于微弧氧化處理過(guò)程工藝參數(shù)為:氧化時(shí)間3-11分鐘,電壓400-550V,頻率250-1000 赫茲,占空比 6%-30%。
9.根據(jù)權(quán)利要求Γ8任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑的制備方法制備得到的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑。
10.一種用于氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑制備的微弧氧化電解液,該電解液含有乙酸銅,所述的乙酸銅的濃度為0.010-0.10mol/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及催化劑制備領(lǐng)域,尤其涉及氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑及其制備方法和專(zhuān)用微弧氧化電解液。氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑的制備方法,該方法由純鋁試樣置于的含有乙酸銅的微弧氧化電解液進(jìn)行微弧氧化處理制得所述的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化劑。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于制備的氧化銅/氧化鋁復(fù)合催化膜層,外觀平整光滑,活性物CuO與載體Al2O3之間結(jié)結(jié)合強(qiáng)度好,活性物溶出率低,可以進(jìn)行多次重復(fù)使用,相對(duì)于傳統(tǒng)方法可實(shí)現(xiàn)一步即可制備,減少工序、節(jié)約成本。
文檔編號(hào)B01J23/72GK103088387SQ20121053655
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者劉東杰, 應(yīng)忠芳, 鄭建偉, 鐘海玉 申請(qǐng)人:陜西華銀科技有限公司