專利名稱：一種凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種在凹凸棒土上負(fù)載納米金催化劑的制備方法。
背景技術(shù)：
臭氧是一種強(qiáng)氧化性氣體，環(huán)境中臭氧超過一定濃度就會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害?，F(xiàn)在許多辦公或家用電器，如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、臭氧消毒柜、空氣凈化器等也會(huì)釋放臭氧，因此臭氧對(duì)人體的危害越來越嚴(yán)重，必須要對(duì)這些有害氣體進(jìn)行處理。目前，對(duì)臭氧最有效的處理方法是催化分解。活性炭、活性炭纖維本身對(duì)臭氧具有一定的催化分解作用，是一種較為常用的、便宜的臭氧分解催化劑的載體材料。但是活性炭和炭纖維的抗?jié)衲芰Σ?，?dāng)作為臭氧分解催化劑的載體材料時(shí)，大大減少了催化劑的使用時(shí)間，例如，在相對(duì)濕度50%、速度1.52cm/s的條件下，采用活性炭做載體的催化劑對(duì)濃度為120ppb的臭氧進(jìn)行催化分解，其分解效率在不到100分鐘內(nèi)就從100%降低到不足20%，因此使得活性炭的推廣應(yīng)用受到了限制。凹凸棒土，又稱坡縷石，是以凹凸棒石礦物為特征組分的粘土，它是一種鏈層狀結(jié)構(gòu)的含水鎂鋁硅酸鹽礦物，在礦物學(xué)分類上率屬于海藻泡石族。凹凸棒土晶體呈棒狀。纖維狀，長(zhǎng)500 5000nm，寬50 150nm，屬于納米粉體材料。凹凸棒土廉價(jià)易得，儲(chǔ)量豐富，比表面積較大，耐高溫，表現(xiàn)出優(yōu)異的納米效應(yīng)、吸附活性和化學(xué)活性，特別是具有優(yōu)異的抗水性能，非常適合應(yīng)用于濕度條件下的催化劑載體材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提出一種凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑的制備方法，該催化劑能在濕度條件下有效地分解空氣中低濃度的臭氧。一種凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑的制備方法，包括以下步驟配制活性組分浸潰溶液，在所述浸潰溶液中加入至少一種有機(jī)酸保護(hù)劑，并調(diào)節(jié)所述浸潰溶液的PH值以接近凹凸棒土載體的等電點(diǎn)；將凹凸棒土載體快速均勻地放入所述浸潰溶液之中并進(jìn)行機(jī)械攪拌或超聲混合，靜置后過濾、洗滌、干燥、焙燒還原，得到凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑。一種凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑的制備方法，所述的浸潰溶液的pH值調(diào)節(jié)至1. O 5. O。—種凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑的制備方法，所述有機(jī)酸保護(hù)劑包括如富馬酸、天冬氨酸或碘乙酸。一種凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑的制備方法，所述浸潰溶液中保護(hù)劑與金的摩爾比為100 1 1:1ο一種凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑的制備方法，所述的催化劑載體與活性組分金的質(zhì)量比為1000 1 10 :1。一種凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑的制備方法，所述焙燒還原是在氫氣氣氛中，150 300°C下焙燒還原30 90min。與現(xiàn)有技術(shù)先比，本發(fā)明所制得的一種凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑的活性組分金高度分散在載體凹凸棒土上，具有很好的抗?jié)衲芰?，在濕度條件下具有優(yōu)異的臭氧催化分解性能。
具體實(shí)施例方式測(cè)試條件為臭氧初始濃度70mg/m3,氣體流量5L/min,催化劑床層厚度8mm,空速UOOOOtT1，接觸時(shí)間O. 03s，室溫，濕度45±5%，催化劑用量1. 5g。實(shí)施例一以富馬酸為保護(hù)劑制備凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑將O. 0523g 氯金酸(HAuCl4 ·4Η20)與 O. 074g 富馬酸[ C2H2 (COOH)2]配制 IOOmL Au元素含量為O. 25g/L的浸潰液。用IM NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值至4. 5，將5g凹凸棒土浸潰到溶液中，超聲分散30min,靜置2min后過濾,用熱水洗漆至無Cl_檢出，在300°C下用H2焙燒還原60min，即制得凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑。催化劑應(yīng)用于臭氧催化分解性能，在反應(yīng)800min后，臭氧去除率依舊保持在98%以上。實(shí)施例二以富馬酸為保護(hù)劑制備凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑將O.1g 氯金酸(HAuCl4 ·4Η20)與1. 47g 富馬酸[C2H2 (COOH)2]配制 IOOmL Au 元素含量為O. 5g/L的浸潰液。用IM NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值至3，將8g凹凸棒土浸潰到溶液中，超聲分散30min，靜置2min后過濾，用熱水洗滌至無Cr檢出，在300°C下用H2焙燒還原50min，即制得凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑。催化劑應(yīng)用于臭氧催化分解性能，在反應(yīng)SOOmin后，臭氧去除率依舊保持在98%以上。實(shí)施例三以富馬酸為保護(hù)劑制備凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑將O. 167g 氯金酸(HAuCl4 · 4H20)與 4. 71g 富馬酸[C2H2 (COOH)2]配制 IOOmL Au元素含量為O. 8g/L的浸潰液。用IM NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值至2，將3g凹凸棒土浸潰到溶液中，超聲分散30min，靜置2min后過濾，用熱水洗滌至無Cl_檢出，在280°C下用H2焙燒還原40min，即制得凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑。催化劑應(yīng)用于臭氧催化分解性能，在反應(yīng)800min后，臭氧去除率依舊保持在98%以上。
權(quán)利要求
1.一種凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟配制活性組分浸潰溶液，在所述浸潰溶液中加入至少一種有機(jī)酸保護(hù)劑，并調(diào)節(jié)所述浸潰溶液的pH 值以接近凹凸棒土載體的等電點(diǎn)；將凹凸棒土載體快速均勻地放入所述浸潰溶液之中并進(jìn)行機(jī)械攪拌或超聲混合，靜置后過濾、洗滌和干燥，然后進(jìn)行焙燒還原得到凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑。
2.如權(quán)利要求1所述的一種凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑的制備方法，其特征在于，調(diào)節(jié)所述浸潰溶液的pH值至1. O 5. O。
3.如權(quán)利要求1所述的一種凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)酸保護(hù)劑包括富馬酸、天冬氨酸或碘乙酸。
4.如權(quán)利要求1所述的一種凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑的制備方法，其特征在于，所述浸潰溶液中有機(jī)酸保護(hù)劑金摩爾比為100 :1 1:1。
5.如權(quán)利要求1所述的一種凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑的制備方法，其特征在于，載體金質(zhì)量比為1000 :1 10 :1。
6.如權(quán)利要求1所述的一種凹凸棒土負(fù)載納米金催化劑的制備方法，其特征在于，所述焙燒還原為氫氣氣氛中，在150 300°C下焙燒還原30 90min。
全文摘要
本發(fā)明提出一種能夠有效地分解空氣中低濃度臭氧的納米金催化劑，包括凹凸棒土載體和活性組分金。催化劑制備方法包括配制活性組分浸漬溶液，在所述浸漬溶液中加入至少一種有機(jī)酸保護(hù)劑，并調(diào)節(jié)所述浸漬溶液的pH值以接近凹凸棒土載體的等電點(diǎn)；將凹凸棒土載體快速均勻地放入所述浸漬溶液之中并進(jìn)行機(jī)械攪拌或超聲混合，靜置后過濾、洗滌、干燥、焙燒還原，得到凹凸棒土負(fù)載金催化劑。本發(fā)明的催化劑具有很好抗水性能，能夠有效地分解空氣中低濃度的臭氧，在800min內(nèi)臭氧的去除率保持在98%以上。
文檔編號(hào)B01J23/52GK103007933SQ20121053880
公開日2013年4月3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)明者銀鳳翔, 李國(guó)儒, 陳標(biāo)華, 王亮 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)常州先進(jìn)材料研究院