CN103272626A - 一种以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂、其制备方法和应用 - Google Patents
一种以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂、其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103272626A CN103272626A CN2013102106788A CN201310210678A CN103272626A CN 103272626 A CN103272626 A CN 103272626A CN 2013102106788 A CN2013102106788 A CN 2013102106788A CN 201310210678 A CN201310210678 A CN 201310210678A CN 103272626 A CN103272626 A CN 103272626A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- float
- composite catalyst
- pearl
- fly ash
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 239000011964 heteropoly acid Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000011324 bead Substances 0.000 title abstract description 11
- 238000007667 floating Methods 0.000 title abstract description 11
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title abstract 5
- IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxotungsten Chemical compound O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.OP(O)(O)=O IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 claims abstract description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 7
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 41
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 25
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 20
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 17
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 10
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 7
- 239000001045 blue dye Substances 0.000 claims description 6
- 206010013786 Dry skin Diseases 0.000 claims description 5
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 5
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 5
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 5
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 abstract 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 abstract 1
- QOSATHPSBFQAML-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;hydrate Chemical compound O.OO QOSATHPSBFQAML-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 abstract 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 5
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 5
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007171 acid catalysis Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002389 environmental scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000007172 homogeneous catalysis Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013076 target substance Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
本发明公开了一种以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂、其制备方法和应用，该复合材料是以粉煤灰漂珠为载体，在其表面负载磷钨酸颗粒薄膜。制备过程为：首先将粉煤灰漂珠加入到稀硝酸溶液中超声清洗；然后进行表面活化；再进行表面化学修饰，烘干后的漂珠加入到磷钨酸的乙醇-水溶液中，恒温振荡，水浴蒸干，干燥，煅烧即得到复合催化剂。本方法所制备的粉煤灰漂珠固载磷钨酸作为催化剂，显著提高了过氧化氢氧化亚甲基蓝的效能。此外，由于漂珠质轻中空的特点，所制备的材料可以漂浮于水面，对海上石油渗漏的应急处理、水面突发性疏水型有机物的污染治理等特殊的环境事件有独特的优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种多功能的复合催化剂，特别是一种以工业固体废弃物粉煤灰为载体杂多酸复合催化剂及其制备方法，本发明还涉及该催化剂在催化过氧化氢氧化亚甲基蓝的效能。
背景技术
杂多酸是由两种或两种以上不同的含氧酸通过缩合而形成的具有笼型结构的多聚含氧酸，在均相和非均相体系中可作为性能优秀的酸碱、氧化还原或双功能催化剂，它具有传统催化剂所不具备的以下特性：
1）具有确定的结构。构成杂多阴离子的基本结构单元为含氧四面体和八面体，有利于在分子或原子水平上设计与合成催化剂；
2）通常溶于极性溶剂。可用于均相和非均相催化反应体系；
3）同时具有酸性和氧化性，可作为酸、氧化或双功能催化剂。
4）独特的反应场所。在固相催化反应中，极性分子可进入催化剂体相，具有使整个体相成为反应场的“假液相”行为；
5）杂多阴离子的软性。
杂多酸- 过氧化氢（H2O2）体系（杂多酸催化H2O2氧化）在有机合成、石油化工（氧化脱硫）、药物化学方面得到广泛的研究，同时也有学者将其应用于印染废水的处理之中，都获得了比较好的效果。在多种结构的杂多酸中，Keggin结构的杂多酸研究最多，尤其是Keggin结构的12-磷钨酸（H3PW12O40，HPW），由于其制备简单和高的酸性，成为研究的热点。然而，它的低的比表面积（<10m2/g）和在含氧有机溶剂中的强的溶解性，使得它的重复使用困难，限制了它的应用范围。而将杂多酸固定于载体上，则可以实现均相催化多相化，催化剂易回收，不但克服了回收重复使用的问题，而且还可以增加催化剂的比表面积、增强机械强度和热稳定性等。因而负载杂多酸催化剂是化学工业中很有潜力的一种新型多功能催化剂。常用的载体包括离子交换树脂、酸性介孔分子筛如MCM-41、二氧化硅、活性炭等。本发明选取粉煤灰漂珠作为载体，因其具有质轻中空、价廉、易得的优势。
粉煤灰是火力发电厂在燃煤过程中排放的一种固体废物。漂珠是粉煤灰中一种能浮于水面的空心微珠，其化学成份以二氧化硅和三氧化二铝为主，具有颗粒细、质量轻、壁薄中空、高强、耐磨、耐高温、保温绝缘等多种功能。漂珠优良的物化性能为其实现废物的资源化再利用提供了良好的平台。如果以漂珠为载体固载杂多酸，在提高催化剂的机械强度和热稳定性的同时，还有利于水体原位修复时催化剂的回收和循环利用。漂珠良好的吸附性能也有助于提高材料的催化效能。此外，也拓宽了固体废弃物粉煤灰的应用途径，变废为宝。
发明内容
本发明所解决的技术问题是能够实现在球形的漂珠表面成功负载均匀、稳定的磷钨酸颗粒膜层，在提高催化剂的机械强度和热稳定性的同时，还提供一种能够较长时间漂浮于水面上，且便于回收和循环利用的性能优良的复合催化剂，以及该催化剂的制备方法及应用。
本发明所述的一种以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂，该复合材料是以粉煤灰漂珠为载体，在其表面负载磷钨酸颗粒薄膜。
该所述粉煤灰漂珠是一种质轻中空的、价廉的、表面光滑的珠状颗粒。
本发明以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：
1）漂珠预处理：将粉煤灰漂珠加入5%硝酸溶液中，室温下超声清洗1h，过滤，110℃干燥。
2）将质量分数为98%的浓硫酸缓缓倒入质量分数为30%的双氧水中，得到混合液A；取5g步骤1）稀酸浸泡过的漂珠放入混合液A中，置于电炉上燃烧煮沸约1h，直至没有气泡产生，过程中用玻璃棒进行适当的搅拌，静置一段时间，直到有一些漂珠沉底。反应完后，用大量水冲洗漂珠，随后多次浸入到超纯水中，每次超声清洗5min；待溶液呈中性后，过滤出漂珠，110℃干燥2h。
3）将硅烷偶联剂KH550加入乙醇和水的混合溶剂中，室温下搅拌水解，然后加入步骤2）得到的漂珠，搅拌并回流6-8h，过滤出漂珠，用乙醇清洗，110℃干燥4h。
4）以具有Keggin构型的磷钨酸为例，称取适量的磷钨酸溶于乙醇和水的混合溶液，超声使磷钨酸充分溶解，然后向其中加入步骤3）硅烷偶联后的漂珠作为载体，使磷钨酸与漂珠的质量比为3-5：10，慢速搅拌，反应12h后，水浴蒸发，煅烧，即制得浅灰色的磷钨酸/漂珠复合材料。
上述步骤2）的混合液中，双氧水和浓硫酸体积比为3:8。
步骤3）中偶联剂与混合溶剂的体积比为1:150。
步骤4）中乙醇-水溶液按体积比为2:1，磷钨酸与漂珠的质量比为4:10，混合液在85℃水浴蒸发，250℃马弗炉煅烧4h。
本发明还请求保护所述粉煤灰漂珠固载杂多酸复合催化剂催化过氧化氢氧化亚甲基蓝染料废水过程中的应用。
粉煤灰漂珠固载杂多酸催化过氧化氢氧化亚甲基蓝染料废水适宜的操作条件：选定杂多酸为磷钨酸，漂珠固载磷钨酸催化剂用量为4g/L，过氧化氢用量为2.5mmol/L，溶液pH值为2.5，磁力搅拌速度为100r/min，反应温度为10-25℃，反应时间为30min。
粉煤灰漂珠是火力发电厂的工业废弃物，价廉易得，且能够较长时间漂浮于水面上，能与目标物质充分接触，并便于回收且可多次重复利用此外，该催化剂的制备方法简单，易于实施，便于工业化利用。
附图说明
图1是本发明涉及的粉煤灰漂珠负载磷钨酸催化剂的扫描电镜形貌图，
图2是图1对应的EDS图谱，
图3是本发明涉及的粉煤灰漂珠负载磷钨酸催化剂催化过氧化氢氧化亚甲基蓝溶液的效果图。
具体实施例
1、粉煤灰漂珠负载磷钨酸催化剂的制备方法
实施例1：
1）漂珠预处理：将粉煤灰漂珠加入5%硝酸溶液中，室温下超声清洗1h，过滤，110℃干燥。
2）将质量分数为98%的浓硫酸缓缓倒入质量分数为30%的双氧水中，得到混合液A；取5g步骤1）稀酸浸泡过的漂珠放入混合液A中，置于电炉上燃烧煮沸约1h，直至没有气泡产生，过程中用玻璃棒进行适当的搅拌，静置一段时间，直到有一些漂珠沉底。反应完后，用大量水冲洗漂珠，随后多次浸入到超纯水中，每次超声清洗5min；待溶液呈中性后，过滤出漂珠，110℃干燥2h。
3）将硅烷偶联剂KH550加入乙醇和水的混合溶剂中，偶联剂与混合溶剂的体积比为1:150，室温下搅拌水解，然后加入步骤2）得到的漂珠，搅拌并回流6h，过滤出漂珠，用乙醇清洗，110℃干燥4h。
4）以具有Keggin构型的磷钨酸为例，称取适量的磷钨酸溶于乙醇和水的混合溶液，超声使磷钨酸充分溶解，然后向其中加入步骤3）硅烷偶联后的漂珠作为载体，使磷钨酸与漂珠的质量比为4：10，慢速搅拌，反应12 h后，水浴蒸发，煅烧，即制得浅灰色的磷钨酸/漂珠复合材料，其形貌图如图1所示。
图1是粉煤灰漂珠固载杂多酸复合催化剂的扫描电镜图。从图中可以看出：漂珠呈球状，磷钨酸在漂珠表面形成了膜层，表面粗糙，有利于增大比表面积，增加吸附性能。图2中EDS分析结果也证实磷钨酸(HPW)被成功地负载在漂珠表面。
粉煤灰漂珠固载杂多酸复合催化剂催化过氧化氢氧化亚甲基蓝染料废水的操作过程：将1.6g步骤4）中制得的催化剂加到400mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝溶液中，过氧化氢用量为2.5mmol/L，溶液pH值为2.5，磁力搅拌速度为100r/min，反应温度为20℃，反应时间为30min。每隔10min取样，利用紫外-可见分光光度计测量亚甲基蓝的吸光度值，进而求得降解效率。
图3中列出了实施例1制得的磷钨酸/漂珠复合催化剂对亚甲基蓝溶液的催化氧化效果。由图2可知，在相同的反应时间（30min）, 单独采用过氧化氢对亚甲基蓝的降解效率为18.4%；单独采用粉煤灰漂珠固载杂多酸对亚甲基蓝的降解效率为46.9%；而粉煤灰漂珠固载杂多酸催化过氧化氢氧化亚甲基蓝的降解效率却大为提高，达到了82.5%。由此可见，本方法制备的复合材料能有效催化过氧化氢氧化有机物的反应是一种高效、价廉、稳定的催化新材料。
表1中列出了实施例1中制得的粉煤灰漂珠固载磷钨酸复合催化剂催化过氧化氢氧化亚甲基蓝溶液的降解效率。
实施例2：
1）漂珠预处理：将粉煤灰漂珠加入5%硝酸溶液中，室温下超声清洗1h，过滤，110℃干燥；
2）将质量分数为98%的浓硫酸缓缓倒入质量分数为30%的双氧水中，得到混合液A；取5g步骤1）稀酸浸泡过的漂珠放入混合液A中，置于电炉上燃烧煮沸约1h，直至没有气泡产生，过程中用玻璃棒进行适当的搅拌，静置一段时间，直到有一些漂珠沉底。反应完后，用大量水冲洗漂珠，随后多次浸入到超纯水中，每次超声清洗5min；待溶液呈中性后，过滤出漂珠，110℃干燥2h。
3）将硅烷偶联剂KH550加入乙醇和水的混合溶剂中，偶联剂与混合溶剂的体积比为1: 150，室温下搅拌水解，然后加入步骤2）得到的漂珠，搅拌并回流6-8h，过滤出漂珠，用乙醇清洗，110℃干燥4h。
4）以具有Keggin构型的磷钨酸为例，称取适量的磷钨酸溶于乙醇和水的混合溶液，超声使磷钨酸充分溶解，然后向其中加入步骤3）硅烷偶联后的漂珠作为载体，使磷钨酸与漂珠的质量比为3：10，慢速搅拌，反应12h后，水浴蒸发，煅烧，即制得浅灰色的磷钨酸/漂珠复合材料。
粉煤灰漂珠固载杂多酸复合催化剂催化过氧化氢氧化亚甲基蓝染料废水的操作过程：将1.6g步骤4）中制得的催化剂加到400mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝溶液中，过氧化氢用量为2.5mmol/L，溶液pH值为2.5，磁力搅拌速度为100r/min，反应温度为20℃，反应时间为30min。每隔10min取样，利用紫外-可见分光光度计测量亚甲基蓝的吸光度值，进而求得降解效率。
表1中列出了实施例2中制得的粉煤灰漂珠固载磷钨酸复合催化剂催化过氧化氢氧化亚甲基蓝溶液的降解效率。
实施例3：
1）漂珠预处理：将粉煤灰漂珠加入5%硝酸溶液中，室温下超声清洗1h，过滤，110℃干燥；
2）将质量分数为98%的浓硫酸缓缓倒入质量分数为30%的双氧水中，得到混合液A；取5g步骤1）稀酸浸泡过的漂珠放入混合液A中，置于电炉上燃烧煮沸约1h，直至没有气泡产生，过程中用玻璃棒进行适当的搅拌，静置一段时间，直到有一些漂珠沉底。反应完后，用大量水冲洗漂珠，随后多次浸入到超纯水中，每次超声清洗5min；待溶液呈中性后，过滤出漂珠，110℃干燥2h。
3）将硅烷偶联剂KH550加入乙醇和水的混合溶剂中，偶联剂与混合溶剂的体积比为1: 150，室温下搅拌水解，然后加入步骤2）得到的漂珠，搅拌并回流6-8h，过滤出漂珠，用乙醇清洗，110℃干燥4h。
4）以具有Keggin构型的磷钨酸为例，称取适量的磷钨酸溶于乙醇和水的混合溶液，超声使磷钨酸充分溶解，然后向其中加入步骤3）硅烷偶联后的漂珠作为载体，使磷钨酸与漂珠的质量比为5：10，慢速搅拌，反应12h后，水浴蒸发，煅烧，即制得浅灰色的磷钨酸/漂珠复合材料。
粉煤灰漂珠固载杂多酸复合催化剂催化过氧化氢氧化亚甲基蓝染料废水的操作过程：将1.6g步骤4）中制得的催化剂加到400mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝溶液中，过氧化氢用量为2.5mmol/L，溶液pH值为2.5，磁力搅拌速度为100r/min，反应温度为20℃，反应时间为30min。每隔一定时间取样，利用紫外-可见分光光度计测量亚甲基蓝的吸光度值，进而求得降解效率。
表1中列出了实施例3中制得的粉煤灰漂珠固载磷钨酸复合催化剂催化过氧化氢氧化亚甲基蓝溶液的降解效率。
表1 ：
| 粉煤灰漂珠固载磷钨酸催化剂 | 反应30min后亚甲基蓝溶液的降解效率 |
| 实施例1 | 82.5% |
| 实施例2 | 60.1% |
| 实施例3 | 74.9% |
以上是本发明的思路及实施方法，具体应用途径很多，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂，其特征在于：该复合材料是以粉煤灰漂珠为载体，在其表面负载磷钨酸颗粒薄膜。
2.根据权利要求1所述的以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂，其特征在于：该所述粉煤灰漂珠是一种质轻中空的、价廉的、表面光滑的珠状颗粒。
3.一种以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）漂珠预处理：将粉煤灰漂珠加入5%硝酸溶液中，室温下超声清洗1h，过滤，110℃干燥；
2）将质量分数为98%的浓硫酸缓缓倒入质量分数为30%的双氧水中，得到混合液A；取5g步骤1）稀酸浸泡过的漂珠放入混合液A中，置于电炉上燃烧煮沸约1h，直至没有气泡产生，过程中用玻璃棒进行适当的搅拌，静置一段时间，直到有一些漂珠沉底；
反应完后，用大量水冲洗漂珠，随后多次浸入到超纯水中，每次超声清洗5min；待溶液呈中性后，过滤出漂珠，110℃干燥2h；
3）将硅烷偶联剂KH550加入乙醇和水的混合溶剂中，室温下搅拌水解，然后加入步骤2）得到的漂珠，搅拌并回流6-8h，过滤出漂珠，用乙醇清洗，110℃干燥4h；
4）以具有Keggin构型的磷钨酸为例，称取适量的磷钨酸溶于乙醇和水的混合溶液，超声使磷钨酸充分溶解，然后向其中加入步骤3）硅烷偶联后的漂珠作为载体，使磷钨酸与漂珠的质量比为3-5：10，慢速搅拌，反应12 h后，水浴蒸发，煅烧，即制得浅灰色的磷钨酸/漂珠复合材料。
4.根据权利要求3所述以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂的制备方法，其特征在于上述步骤2）的混合液中，双氧水和浓硫酸体积比为3:8。
5.根据权利要求3所述以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂的制备方法，其特征在于步骤3）中偶联剂与混合溶剂的体积比为1:150。
6.根据权利要求3所述以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂的制备方法，其特征在于步骤4）中乙醇-水溶液按体积比为2:1。
7.根据权利要求3所述以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂的制备方法，其特征在于步骤4）中磷钨酸与漂珠的质量比为4:10。
8.根据权利要求3所述以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂的制备方法，其特征在于步骤4）混合液在85℃水浴蒸发，250℃马弗炉煅烧4h。
9.权利要求1所述以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂催化过氧化氢氧化亚甲基蓝染料废水过程中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013102106788A CN103272626A (zh) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 一种以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂、其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013102106788A CN103272626A (zh) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 一种以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂、其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103272626A true CN103272626A (zh) | 2013-09-04 |
Family
ID=49055306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013102106788A Pending CN103272626A (zh) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 一种以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂、其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103272626A (zh) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107413390A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-12-01 | 青岛惠城环保科技股份有限公司 | 一种新型催化裂化催化剂载体及其制备方法 |
| CN108855059A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-11-23 | 武汉科技大学 | 一种粉煤灰漂珠负载氧化银复合光催化剂及其制备方法 |
| CN109225332A (zh) * | 2018-08-24 | 2019-01-18 | 中国石油大学(华东) | 一种用于燃料脱硫催化剂的制备方法 |
| CN110433859A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-11-12 | 瓮福（集团）有限责任公司 | 一种固体碳基锗钼杂多酸催化剂及其应用 |
| CN110508329A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-29 | 瓮福（集团）有限责任公司 | 一种固体硅基Waugh型含钼杂多酸催化剂及其应用 |
| CN110508321A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-29 | 瓮福（集团）有限责任公司 | 一种固体碳基Waugh型含钼杂多酸催化剂及其应用 |
| CN110523434A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-12-03 | 瓮福（集团）有限责任公司 | 一种固体碳基keggin型磷钼杂多酸催化剂及其应用 |
| CN110523405A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-12-03 | 瓮福（集团）有限责任公司 | 一种固体硅基Anderson型含钼杂多酸催化剂及其应用 |
| CN110860288A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-03-06 | 滁州学院 | 一种可循环使用的粉煤灰基铜催化剂的制备及其应用方法 |
| CN110935475A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-03-31 | 滁州学院 | 一种可循环利用的负载型催化剂的制备及其在羰基氧化反应中的应用方法 |
| CN112090444A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-12-18 | 杭州电子科技大学 | 一种生物质热解用高芳构化性能催化剂及其制备方法 |
| CN115591564A (zh) * | 2021-07-09 | 2023-01-13 | 中国石油化工股份有限公司（Cn） | 制备成型甲烷氧化偶联催化剂的方法、催化剂以及它们的应用和制备碳二烃的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004329916A (ja) * | 2003-04-14 | 2004-11-25 | Showa Denko Kk | 発光ダイオードを用いた光触媒装置及び発光ダイオードの使用方法 |
| CN101698155A (zh) * | 2009-10-23 | 2010-04-28 | 江苏大学 | 一种漂浮型复合光催化剂的制备方法 |
| CN102861567A (zh) * | 2012-08-23 | 2013-01-09 | 南京大学 | 一种漂浮型BiVO4/漂珠复合光催化剂、其制备方法及应用 |
-
2013
- 2013-05-31 CN CN2013102106788A patent/CN103272626A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004329916A (ja) * | 2003-04-14 | 2004-11-25 | Showa Denko Kk | 発光ダイオードを用いた光触媒装置及び発光ダイオードの使用方法 |
| CN101698155A (zh) * | 2009-10-23 | 2010-04-28 | 江苏大学 | 一种漂浮型复合光催化剂的制备方法 |
| CN102861567A (zh) * | 2012-08-23 | 2013-01-09 | 南京大学 | 一种漂浮型BiVO4/漂珠复合光催化剂、其制备方法及应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 黄艳芹 等: "PW/MCM-41光催化性能研究", 《工业水处理》, vol. 31, no. 8, 31 August 2011 (2011-08-31), pages 54 - 1 * |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107413390B (zh) * | 2017-05-11 | 2021-06-01 | 青岛惠城环保科技股份有限公司 | 一种新型催化裂化催化剂载体及其制备方法 |
| CN107413390A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-12-01 | 青岛惠城环保科技股份有限公司 | 一种新型催化裂化催化剂载体及其制备方法 |
| CN108855059A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-11-23 | 武汉科技大学 | 一种粉煤灰漂珠负载氧化银复合光催化剂及其制备方法 |
| CN109225332A (zh) * | 2018-08-24 | 2019-01-18 | 中国石油大学(华东) | 一种用于燃料脱硫催化剂的制备方法 |
| CN110433859A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-11-12 | 瓮福（集团）有限责任公司 | 一种固体碳基锗钼杂多酸催化剂及其应用 |
| CN110508329A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-29 | 瓮福（集团）有限责任公司 | 一种固体硅基Waugh型含钼杂多酸催化剂及其应用 |
| CN110508321A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-29 | 瓮福（集团）有限责任公司 | 一种固体碳基Waugh型含钼杂多酸催化剂及其应用 |
| CN110523434A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-12-03 | 瓮福（集团）有限责任公司 | 一种固体碳基keggin型磷钼杂多酸催化剂及其应用 |
| CN110523405A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-12-03 | 瓮福（集团）有限责任公司 | 一种固体硅基Anderson型含钼杂多酸催化剂及其应用 |
| CN110860288A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-03-06 | 滁州学院 | 一种可循环使用的粉煤灰基铜催化剂的制备及其应用方法 |
| CN110935475A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-03-31 | 滁州学院 | 一种可循环利用的负载型催化剂的制备及其在羰基氧化反应中的应用方法 |
| CN110935475B (zh) * | 2019-12-04 | 2022-08-02 | 滁州学院 | 一种可循环利用的负载型催化剂的制备及其在羰基氧化反应中的应用方法 |
| CN112090444A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-12-18 | 杭州电子科技大学 | 一种生物质热解用高芳构化性能催化剂及其制备方法 |
| CN112090444B (zh) * | 2020-08-17 | 2023-05-09 | 杭州电子科技大学 | 一种生物质热解用高芳构化性能催化剂及其制备方法 |
| CN115591564A (zh) * | 2021-07-09 | 2023-01-13 | 中国石油化工股份有限公司（Cn） | 制备成型甲烷氧化偶联催化剂的方法、催化剂以及它们的应用和制备碳二烃的方法 |
| CN115591564B (zh) * | 2021-07-09 | 2024-02-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 制备成型甲烷氧化偶联催化剂的方法、催化剂以及它们的应用和制备碳二烃的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103272626A (zh) | 一种以粉煤灰漂珠为基体固载杂多酸的复合催化剂、其制备方法和应用 | |
| CN110180548A (zh) | 一维氧化铟中空纳米管/二维铁酸锌纳米片异质结复合材料及其在去除水体污染物中的应用 | |
| CN106944053A (zh) | 一种污泥炭基类Fenton催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN105566400B (zh) | 非均相钴金属-有机骨架及制备与在废水处理领域中的应用 | |
| CN104383915A (zh) | 负载型光催化剂Bi2WO6-TiO2/泡沫金属的制备方法 | |
| CN106000366A (zh) | 一种石墨烯-三聚氰胺泡沫气凝胶及其制备方法 | |
| CN109261213A (zh) | 一种碘氧化铋/钛基金属有机骨架复合材料的制备方法及应用 | |
| CN102861567B (zh) | 一种漂浮型BiVO4/漂珠复合光催化剂、其制备方法及应用 | |
| CN103920508A (zh) | 一种经硝酸处理的碳纤维负载卤氧化铋纳米花及其制备方法 | |
| Li et al. | Enhanced O2− and HO via in situ generating H2O2 at activated graphite felt cathode for efficient photocatalytic fuel cell | |
| CN108620061A (zh) | 一种介孔氧化钨（WO3）掺杂钨酸铋（Bi2WO6）复合光催化剂的制备方法 | |
| CN109289851A (zh) | 一步合成法制备Fe3O4/介孔碳复合材料及其催化氧化降解磺胺二甲基嘧啶的方法 | |
| CN109364911A (zh) | 基于氧化铝泡沫陶瓷载体的臭氧氧化催化剂及其制备方法 | |
| CN109054034A (zh) | 双金属铜/钴金属-有机骨架材料及其制备方法和应用 | |
| CN106582626A (zh) | 一种新型银离子掺杂TiO2复合材料的制备方法及应用 | |
| CN105964302A (zh) | 一种非均相Cr-MOF催化剂的制备及其在催化酯化反应中的应用 | |
| CN108126758B (zh) | 一种聚对苯/TiO2复合微球及其制备方法 | |
| CN110252316A (zh) | 中空二氧化铈微球负载水铁矿多相类芬顿催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN109179623A (zh) | 一种带正电Fe3+/Fe2+ MOFs活化过硫酸盐去除水中带负电有机污染物的方法 | |
| CN109331881A (zh) | 一种金属有机骨架修饰硫化镉复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN105911122B (zh) | 一种固态电化学发光传感器的制备方法 | |
| CN106256848A (zh) | 一种基于超支化重氮盐的聚氨酯亲水改性的方法 | |
| CN107890883A (zh) | 一种复合光催化剂的制备方法 | |
| CN105540827B (zh) | 一种基于表面定向生长纳米棒的分等级二氧化钛微球填料的制备方法 | |
| CN102553649A (zh) | 17β-雌二醇分子印迹银掺杂的TiO2纳米管及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130904 |