CN105289585B - 一种用于臭氧催化剂的负载型稀土掺杂氧化锰的制备方法 - Google Patents
一种用于臭氧催化剂的负载型稀土掺杂氧化锰的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105289585B CN105289585B CN201510849703.6A CN201510849703A CN105289585B CN 105289585 B CN105289585 B CN 105289585B CN 201510849703 A CN201510849703 A CN 201510849703A CN 105289585 B CN105289585 B CN 105289585B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- manganese
- earth
- nitrate
- catalyst
- preparation
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于臭氧催化剂的负载型稀土掺杂氧化锰的制备方法，该方法利用γ‑Al2O3作为载体，以氧化锰作为催化剂的活性组分，以稀土元素作为助剂，将硫酸锰和稀土金属硝酸盐溶解在去离子水中，加入异丙醇，搅拌，将载体混合于上述溶液中继续搅拌均匀后加热，然后加入KMnO4溶液，载体表面原位氧化还原反应得到稀土掺杂MnO2修饰的γ‑Al2O3。该方法的优点在于制备工艺简单，催化剂成本低，且性能稳定，臭氧分解效率高，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及臭氧分解催化剂技术领域，具体是指一种臭氧分解催化剂及其制备方法。
背景技术
MnO2由于具有环境友善、资源丰富、价格低廉等优点，是研究较为广泛的多功能过渡金属氧化物，在电池电极材料、臭氧催化剂等领域具有非常广阔的应用前景。尤其作为臭氧催化剂，由于锰离子可以促进臭氧分解产生活泼的自由基，使其氧化作用增强，可以极大地提高臭氧的利用率，在所有的过渡金属氧化物中，MnO2的催化活性是公认最好的，它可以有效地催化降解的有机物的种类也是最多的。
但是单纯的催化剂本身有效使用率低，对催化剂表面通过的臭氧气体分解效率低，通过负载可以利用载体稳定性好、孔隙率高等优点提高其利用率。γ-Al2O3具有强吸附能力和催化活性，同时有比表面积大、孔隙率大等特性是臭氧催化剂常用的载体材料。
目前常用的负载方法为浸渍法、混合法、沉淀法等，其中浸渍法由于具有制备方法简单、催化效果好和易于实际应用等特征，是目前应用最为广泛，也是最常规的催化剂制备方法。浸渍法通常包括浸渍液配制、浸渍、除去过量液体、干燥、煅烧以及活化等步骤。在高温烧结过程中，分散在载体表面的活性组分会发生聚集而使颗粒分散度降低，一定程度上降低了催化剂的活性，同时高温煅烧对设备要求较高，能耗高，不利于行业推广。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种简单可行的制备负载型稀土掺杂氧化锰臭氧催化剂的方法，
一种用于臭氧催化剂的负载型稀土掺杂氧化锰的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤一：称取0.5-2 mmol的硫酸锰(MnSO4·H2O)，按摩尔量0-10%称取稀土金属硝酸盐共同溶于8-15mL去离子水中，然后加入30-50mL异丙醇，制得溶液A；
步骤二：向步骤一所得溶液A中加入2-6 g的γ- Al2O3载体，搅拌60 min-180 min后加热至50-80℃；
步骤三：按锰酸钾(KMnO4)：MnSO4摩尔比1:1称取KMnO4，溶于8-15 mL去离子水中，然后加入步骤二制备好的混合溶液中，反应0.5-5 h后停止反应；
步骤四：将步骤三所得产物过滤、洗涤干燥后得到用于臭氧催化剂的负载型稀土掺杂氧化锰。
步骤一中所述的MnSO4·H2O可以用氯化锰（MnCl2·4H2O）或硝酸锰（Mn(NO3)2）代替。
步骤一种所述的稀土元素硝酸盐为硝酸镧（La(NO3)3·6H2O）、硝酸镓（Ga(NO3)3·6H2O）、硝酸铈（Ce(NO3)3·6H2O）中的一种。
本发明提供一种简单的制备臭氧催化剂的方法，以使制备工艺简单，制备的成本降低。
利用γ-Al2O3做载体，利用原位反应在γ-Al2O3表面反应生成稀土掺杂氧化锰，该方法制备工艺简单，无需高温煅烧，有望实现批量生产，使氧化锰体系材料在臭氧催化剂领域具有更加广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例1：
(1) 称取1 mmol的MnSO4·H2O溶于10mL去离子水中，然后加入40mL异丙醇，制得溶液A；
(2) 向步骤(1)中所得溶液A中加入5 g的γ- Al2O3，搅拌120 min后加热至65 ℃；
(3) 称取1mmol的KMnO4，溶于10 mL去离子水中，然后加入步骤二制备好的混合溶液中，反应2 h后停止反应；
(4) 将步骤三所得产物过滤、洗涤干燥后得到改性后的γ-Al2O3样品。
本实施例制得的样品用于印染废水的臭氧催化氧化处理，在停留时间为60 min时，反应稳定后测定进出口印染废水的COD，COD的去除率为81.2 %，出水无色无味。
实施例2：
(1) 称取1 mmol的MnCl2·4H2O和0.1mmol的La(NO3)3·6H2O、溶于10mL去离子水中，然后加入40mL异丙醇，制得溶液A；
(2) 向步骤(1)中所得溶液A中加入5 g的γ- Al2O3，搅拌120 min后加热至75 ℃；
(3) 称取1mmol的KMnO4，溶于10 mL去离子水中，然后加入步骤二制备好的混合溶液中，反应4 h后停止反应；
(4) 将步骤三所得产物过滤、洗涤干燥后得到改性后的γ-Al2O3样品。
本实施例制得的样品用于印染废水的臭氧催化氧化处理，在停留时间为60 min时，反应稳定后测定进出口印染废水的COD，COD的去除率为99.6 %，出水无色无味。
实施例3：
(1) 称取1 mmol的MnCl2·4H2O和0.1mmol的Ga(NO3)3·6H2O、溶于10mL去离子水中，然后加入40mL异丙醇，制得溶液A；
(2) 向步骤(1)中所得溶液A中加入5 g的γ- Al2O3，搅拌120 min后加热至75 ℃；
(3) 称取1mmol的KMnO4，溶于10 mL去离子水中，然后加入步骤二制备好的混合溶液中，反应4 h后停止反应；
(4) 将步骤三所得产物过滤、洗涤干燥后得到改性后的γ-Al2O3样品。
本实施例制得的样品用于印染废水的臭氧催化氧化处理，在停留时间为60 min时，反应稳定后测定进出口印染废水的COD，COD的去除率为92.3 %，出水无色无味。
实施例4：
(1) 称取1 mmol的MnCl2·4H2O和0.1mmol的Ce(NO3)3·6H2O、溶于10mL去离子水中，然后加入40mL异丙醇，制得溶液A；
(2) 向步骤(1)中所得溶液A中加入5 g的γ- Al2O3，搅拌100 min后加热至75 ℃；
(3) 称取1mmol的KMnO4，溶于10 mL去离子水中，然后加入步骤二制备好的混合溶液中，反应4 h后停止反应；
(4) 将步骤三所得产物过滤、洗涤干燥后得到改性后的γ-Al2O3样品。
本实施例制得的样品用于印染废水的臭氧催化氧化处理，在停留时间为60 min时，反应稳定后测定进出口印染废水的COD，COD的去除率为91.45 %，出水无色无味。
实施例5：
(1) 称取2 mmol的Mn(NO3)2，称取0.15mmol的La(NO3)3·6H2O共同溶于10mL去离子水中，然后加入50mL异丙醇，制得溶液A；
(2) 向步骤A中所得溶液中加入6 g的γ- Al2O3，搅拌60 min后加热至70 ℃；
(3)称取2mmol的KMnO4，溶于10 mL去离子水中，然后加入步骤二制备好的混合溶液中，反应4 h后停止反应；
(4) 将步骤三所得产物过滤、洗涤干燥后得到改性后的γ-Al2O3样品。
本实施例制得的样品用于印染废水的臭氧催化氧化处理，在停留时间为60 min时，反应稳定后测定进出口印染废水的COD，COD的去除率为98.6 %，出水无色无味。
Claims (1)
1.一种用于臭氧催化剂的负载型稀土掺杂氧化锰的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤一：称取0.5-2 mmol的硫酸锰(MnSO4·H2O) 或氯化锰（MnCl2·4H2O）或硝酸锰（Mn(NO3)2），按硫酸锰或氯化锰或硝酸锰的摩尔量0-10%称取稀土金属硝酸盐共同溶于8-15mL去离子水中，然后加入30-50mL异丙醇，制得溶液A；
步骤二：向步骤一所得溶液A中加入2-6 g的γ- Al2O3载体，搅拌60 min-180 min后加热至50-80℃；
步骤三：按高锰酸钾(KMnO4)：MnSO4或MnCl2或Mn(NO3)2摩尔比1:1称取KMnO4，溶于8-15mL去离子水中，然后加入步骤二制备好的混合溶液中，反应0.5-5 h后停止反应；
步骤四：将步骤三所得产物过滤、洗涤干燥后得到用于臭氧催化剂的负载型稀土掺杂氧化锰；
步骤一中所述的稀土金属硝酸盐为硝酸镧（La(NO3)3·6H2O）、硝酸镓（Ga(NO3)3·6H2O）、硝酸铈（Ce(NO3)3·6H2O）中的一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510849703.6A CN105289585B (zh) | 2015-11-30 | 2015-11-30 | 一种用于臭氧催化剂的负载型稀土掺杂氧化锰的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510849703.6A CN105289585B (zh) | 2015-11-30 | 2015-11-30 | 一种用于臭氧催化剂的负载型稀土掺杂氧化锰的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105289585A CN105289585A (zh) | 2016-02-03 |
| CN105289585B true CN105289585B (zh) | 2018-04-03 |
Family
ID=55187806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510849703.6A Active CN105289585B (zh) | 2015-11-30 | 2015-11-30 | 一种用于臭氧催化剂的负载型稀土掺杂氧化锰的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105289585B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108114711B (zh) * | 2016-11-30 | 2021-07-16 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种催化脱除臭氧的过渡金属氧化物催化剂及制备方法 |
| CN108339546B (zh) * | 2018-02-12 | 2021-03-26 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种臭氧分解催化剂及其制备方法和应用 |
| CN108867027B (zh) * | 2018-09-20 | 2021-03-16 | 天津工业大学 | 一种含有氧化锰亚微米粒子的非织造布、制备方法及其用途 |
| CN111495363A (zh) * | 2019-01-30 | 2020-08-07 | 宁波方太厨具有限公司 | 一种分解臭氧的纳米纤维复合过滤膜的制备方法 |
| CN109772159B (zh) * | 2019-03-14 | 2021-06-25 | 中山大学 | 一种非晶态锰氧化物催化剂及其制备方法和应用 |
| CN110420636B (zh) * | 2019-08-30 | 2021-10-19 | 广州大学 | 一种镧改性的锰氧化物催化剂、其制备方法及其应用 |
| CN111215048A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-06-02 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种臭氧净化催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114899389B (zh) * | 2022-05-26 | 2024-04-19 | 三峡大学 | 一种Ga掺杂MnO2纳米棒电极材料制备方法 |
| CN116726912B (zh) * | 2023-06-19 | 2024-06-14 | 金华职业技术学院 | 一种臭氧常温分解负载型锰基催化剂及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101185887A (zh) * | 2007-12-20 | 2008-05-28 | 上海交通大学 | 用于湿式氧化工艺的催化剂及其制备方法 |
| CN101870497B (zh) * | 2009-04-24 | 2011-10-26 | 南京理工大学 | 微结构可控纳米二氧化锰的制备方法 |
| CN101887806B (zh) * | 2009-05-15 | 2012-02-15 | 南京理工大学 | 氧化石墨烯负载纳米二氧化锰的制备方法 |
| EP2634290A1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-09-04 | Fritz Haber Institute of the Max Planck Society Department of Inorganic Chemistry | Electrolytic water splitting using a carbon-supported MnOx-composite |
| CN102709057A (zh) * | 2012-05-23 | 2012-10-03 | 天津大学 | 不同氧化程度的石墨烯与二氧化锰复合物的制备方法 |
| CN102941084A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-02-27 | 大连理工大学 | 一种负载型双组分金属氧化物臭氧催化氧化催化剂的制备方法 |
-
2015
- 2015-11-30 CN CN201510849703.6A patent/CN105289585B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105289585A (zh) | 2016-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105289585B (zh) | 一种用于臭氧催化剂的负载型稀土掺杂氧化锰的制备方法 | |
| CN102580736B (zh) | 一种石墨烯/钒酸银纳米复合可见光催化剂及其制备方法 | |
| CN105344368B (zh) | 一种用于加氢脱氯反应的过渡金属磷化物的制备方法及应用 | |
| CN101972645B (zh) | 可见光响应型半导体光催化剂钒酸铋的制备方法 | |
| CN108097261B (zh) | 一种高效稳定的铁锰复合氧化物催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN107376968A (zh) | 三氧化钨/氮化碳/氧化铋双z型光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110479345A (zh) | 一种g-C3N4量子点修饰的氧化铁光催化剂的制备方法 | |
| CN102728342A (zh) | 一种钒酸铋可见光光催化材料的制备方法 | |
| CN108355669A (zh) | 一种磁性纳米洋葱碳负载Bi2WO6的光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN105056973B (zh) | 化学腐蚀法原位生长制备高效的硫化铋‑铁酸铋复合可见光催化剂及其应用 | |
| CN103372424B (zh) | 一种高活性n-f共掺杂钒酸铋可见光光催化材料的合成方法 | |
| CN106362742A (zh) | 一种Ag/ZnO纳米复合物及其制备方法和应用 | |
| CN112044460B (zh) | 一种增强石墨相氮化碳矿化四环素类抗生素的方法 | |
| CN106975509B (zh) | 一种氮、铁共掺杂钒酸铋可见光催化剂的制备方法及应用 | |
| CN106964333B (zh) | 用于处理污水的稀土负载催化剂及其制备方法和应用以及臭氧催化氧化处理污水的方法 | |
| CN105772018A (zh) | 一种Bi2WO6-BiFeO3复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN104148093B (zh) | 一种Bi2WO6‑MoS2复合光催化剂的制备方法 | |
| CN105854912A (zh) | 一种BiPO4-WO3复合光催化剂及其制备方法 | |
| CN106955699B (zh) | 一种高效太阳能固氮光催化材料及其制备方法 | |
| CN108295873B (zh) | 多孔磁性复合蛋白负载铒掺杂BiOCl光催化剂的制备 | |
| CN106000412A (zh) | 一种钽酸钠基复合材料的制备方法 | |
| CN103950978B (zh) | 具有分级结构的钒酸铋可见光催化剂的仿生合成方法 | |
| CN102500357A (zh) | 一种用于常温常压催化湿式氧化阳离子型偶氮染料废水的催化剂及制备方法 | |
| CN108246279A (zh) | 一种钒酸铋/氧化铋及制备方法 | |
| CN104888835B (zh) | 一种bn/wo3复合光催化材料的制备方法及其用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |