CN106391017A - 一种FeOX催化剂、其制备方法和在防治环境污染中的应用 - Google Patents
一种FeOX催化剂、其制备方法和在防治环境污染中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106391017A CN106391017A CN201610874983.0A CN201610874983A CN106391017A CN 106391017 A CN106391017 A CN 106391017A CN 201610874983 A CN201610874983 A CN 201610874983A CN 106391017 A CN106391017 A CN 106391017A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- feo
- preparation
- solution
- crystal
- 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 86
- 229910015189 FeOx Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000002265 prevention Effects 0.000 title abstract 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 50
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- QMKYBPDZANOJGF-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3,5-tricarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(C(O)=O)=CC(C(O)=O)=C1 QMKYBPDZANOJGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000013291 MIL-100 Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 31
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 claims description 17
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 41
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 16
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 11
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 10
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 53
- 238000011026 diafiltration Methods 0.000 description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 2
- 239000013384 organic framework Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003426 co-catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003256 environmental substance Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- YOBAEOGBNPPUQV-UHFFFAOYSA-N iron;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Fe].[Fe] YOBAEOGBNPPUQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 235000013759 synthetic iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910003145 α-Fe2O3 Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/745—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/864—Removing carbon monoxide or hydrocarbons
-
- B01J35/60—
-
- B01J35/61—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/502—Carbon monoxide
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/30—Capture or disposal of greenhouse gases of perfluorocarbons [PFC], hydrofluorocarbons [HFC] or sulfur hexafluoride [SF6]
Abstract
本发明提供了一种FeOx催化剂、其制备方法和在防治环境污染中的应用，本发明的制备方法先将均苯三甲酸与还原铁粉按一定质量比溶于去离子水中，得到混合溶液；再向混合溶液中加入适量的硝酸溶液和氢氟酸溶液，混合搅拌后，晶化，晶化后冷却，先用去离子水洗涤后，再用醇溶液洗涤，干燥，得到金属有机骨架材料MIL‑100(Fe)晶体；最后将金属有机骨架材料MIL‑100(Fe)晶体焙烧，得到FeOx催化剂。本发明的制备方法简单，易操作，具有良好的经济性、产物产率高，重复性好，在工业上由良好的应用前景，采用该制备方法制得的FeOx催化剂具有高分散、均一的八面体结构和高比表面积，催化活性高，催化转化CO转化率高，能够防治环境污染。
Description
技术领域
本发明属于金属有机骨架催化材料领域，具体涉及一种FeOx催化剂、其制备方法和在环境污染中的应用。
背景技术
多年来，CO催化氧化一直是化学化工、环境化学等领域重点研究的课题。CO作为最主要的空气污染物之一，具有典型的易燃、易爆、有毒等特性，危害人们的健康和生活。化学工业、化石燃料的不完全燃烧以及机动车尾气的排放等产生了大量的CO。现有技术中，CO传感器、防毒面具以及密闭体系内的低浓度CO消除等方面都涉及到CO的净化问题。因此，研究开发高效、高效率、耐久性、低成本的CO催化剂具有很广阔的前景。
大量研究表明贵金属催化剂拥有良好的CO低温催化活性，例如贵金属金(Au)，铂(Pt)，钯(Pd)。然而，贵金属催化剂成本高昂，并不利于商业化。近年来针对CO催化氧化的研究主要将目光转向成本低廉的过渡金属氧化物和其复合材料，金属铁(Fe)作为广为研究的过度金属材料，其氧化物因为富含氧元素且氧原子间没有形成共价键的特点而具备较好的催化氧化性能。铁氧化物由于其成本低，耐腐蚀，耐毒性和优良的环保性能而被广泛用作催化剂、颜料、气体传感器，和电极材料。然而，目前所知的铁氧化物材料对于CO催化氧化效果一般。Lamai,W(Lamai W,Aunbumrung P,Wongkaew A.Characteristic and Catalyticactivity of CuO supported over Fe2O3 catalyst for CO removal[C]//BuraphaUniversity International Conference.2014)等采用沉淀法制备Fe2O3催化剂，在405℃时CO才能达到90％的转化。M.H.Khedr(Khedr M H,Halim K S A,Nasr M I,et al.Effect oftemperature on the catalytic oxidation of CO over nano-sized iron oxide[J].Materials Science&Engineering A,2006,430(1–2):40-45)等化学湿法制备出纳米结构的氧化铁催化剂，在500℃时CO的转化率达到98％。Qi-Xiu Gao(Gao Q X,Wang X F,Di JL,et al.Enhanced catalytic activity of α-Fe2O3 nanorods enclosed with{110 and{001 planes for methane combustion and CO oxidation[J].Catalysis Science&Technology,2011,1(4):574-577)等通过不同方法合成氧化铁纳米棒、纳米管、纳米立方体等微晶催化剂，在370℃时氧化铁纳米棒CO的转化率达到100％，在640℃时氧化铁纳米立方体CO的转化率达到100％，在580℃时氧化铁纳米管CO的转化率达到100％。Kan-Sen Chou(Chou K S,Lin M Y,Wu H H.Studies on the removal of 2-propanol by Ag@Fe2O3,core–shell structured catalyst[J].Journal of the Taiwan Institute of ChemicalEngineers,2013,44(2):228-232)等用沉淀法合成出纳米多孔氧化铁催化剂，在345℃下CO的转化率就可以达到95％。Katabathini Narasimharao(Narasimharao K,Al-Shehri A,Al-Thabaiti S.Porous Ag–Fe 2 O 3,nanocomposite catalysts for the oxidation ofcarbon monoxide[J].Applied Catalysis A General,2015,505:431-440)等采用模板水热法法构建介孔氧化铁催化剂，在300℃下CO的转化率只能达到53％。但是，以上方法制得的铁氧化物催化剂合成方法复杂且催化活性不够理想，制约了工业化生产和商业利用的研究发展空间。
发明内容
本发明是为解决上述问题而进行的，目的在于提供一种催化活性高、CO转化率高、同时能适用于工业化应用的F eOx催化剂、及该催化剂的制备方法和该催化剂在环境污染中的应用。
本发明采用了如下技术方案：
本发明提供了一种FeOx催化剂的制备方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，将均苯三甲酸与还原铁粉按一定质量比溶于去离子水中，得到混合溶液；步骤二，向混合溶液中加入适量的硝酸溶液和氢氟酸溶液，混合搅拌5～10min后，晶化6～12h；步骤三，晶化后冷却，先用去离子水洗涤后，再用醇溶液洗涤，在温度为80～120℃的条件下干燥8～16h，得到金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体；步骤四，将金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体在温度为400～550℃、工作气体条件下焙烧，得到FeOx催化剂。
在本发明提供的FeOx催化剂的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤一中，均苯三甲酸晶体与还原铁粉的质量比为1:1～1:3。
在本发明提供的FeOx催化剂的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤二中，硝酸溶液与氢氟酸溶液的摩尔比为1:1～1:3。
在本发明提供的FeOx催化剂的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤四中，工作气体为CO、O2、H2以及Ar中的任意一种或其混合物。
在本发明提供的FeOx催化剂的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，FeOx催化剂中X的值为1～1.5。
本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的FeOx催化剂，其特征在于：FeOx催化剂的孔径为0.987～2.45，比表面积为15.077～65.298m2/g。
本发明还提供了一种所述的FeOx催化剂在防治环境污染中的应用。
发明作用与效果
本发明提供了一种FeOx催化剂、其制备方法和在防治环境污染中的应用，本发明的制备方法先将均苯三甲酸与还原铁粉按一定质量比溶于去离子水中，得到混合溶液；再向混合溶液中加入适量的硝酸溶液和氢氟酸溶液，混合搅拌后，晶化，晶化后冷却，先用去离子水洗涤后，再用醇溶液洗涤，干燥，得到金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体；最后将金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体焙烧，得到FeOx催化剂。本发明的制备方法简单，易操作，具有良好的经济性、产物产率高，重复性好，在工业上由良好的应用前景，采用该制备方法制得的FeOx催化剂具有高分散、均一的八面体结构和高比表面积，催化活性高，催化转化CO转化率高，能够防治环境污染。
附图说明
图1是本发明实施例一中FeOx催化剂的制备方法制得的FeOx催化剂的X射线衍射图(XRD)；
图2是本发明实施例一中FeOx催化剂的制备方法制得的FeOx催化剂对N2吸附-脱附图；
图3是本发明实施例一中FeOx催化剂的制备方法制得的FeOx催化剂孔径分布图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明的FeOx催化剂、其制备方法和在防治环境污染中的应用进行进一步说明。
<实施例一>
一种FeOx催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别称取0.65g还原铁粉和1.76g均苯三甲酸溶于60ml的去离子水中，得到混合溶液。
步骤二，使用移液枪向上述混合溶液中加入0.48ml的硝酸溶液和1.02ml的氢氟酸溶液，混合搅拌10min后，装入反应釜中在160℃的条件下晶化8h。
步骤三，晶化冷却后，先用去离子水滤洗，再将滤洗后的样品转入乙醇溶液中加热至70℃保持3h醇洗，醇洗后将样品置于烘箱中在温度为90℃的条件下干燥12h，得到金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体。
步骤四，将金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体在马弗炉中温度为400℃，工作气体为(30％O2，70％Ar)的条件下焙烧2h，得到FeOx催化剂。
图1是本发明实施例一中FeOx催化剂的制备方法制得的FeOx催化剂的X射线衍射图(XRD)。
如图1所示，FeOx(含有50％的Fe2O3、50％的Fe3O4)催化剂在衍射角2θ＝34.5°时有明显的衍射峰。
图2是本发明实施例一中FeOx催化剂的制备方法制得的FeOx催化剂对N2吸附-脱附图。
如图2所示，在相对压力在0.05～0.95时，吸收体积缓慢增长。
图3是本发明实施例一中FeOx催化剂的制备方法制得的FeOx催化剂孔径分布图。
如图3所示，FeOx(含有50％的Fe2O3、50％的Fe3O4)催化剂的孔径分布集中在2nm和4nm左右。
<实施例二>
一种FeOx催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别称取0.65g还原铁粉和1.76g均苯三甲酸溶于60ml的去离子水中，得到混合溶液。
步骤二，使用移液枪向上述混合溶液中加入0.48ml的硝酸溶液和1.02ml的氢氟酸溶液，混合搅拌10min后，装入反应釜中在160℃的条件下晶化8h。
步骤三，晶化冷却后，先用去离子水滤洗，再将滤洗后的样品转入乙醇溶液中加热至70℃保持3h醇洗，醇洗后将样品置于烘箱中在温度为90℃的条件下干燥12h，得到金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体。
步骤四，将金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体在马弗炉中温度为400℃，工作气体为(30％O2，70％Ar)的条件下焙烧2h，得到FeOx催化剂。
<实施例三>
一种FeOx催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别称取0.65g还原铁粉和1.76g均苯三甲酸溶于60ml的去离子水中，得到混合溶液。
步骤二，使用移液枪向上述混合溶液中加入0.48ml的硝酸溶液和1.02ml的氢氟酸溶液，混合搅拌10min后，装入反应釜中在160℃的条件下晶化8h。
步骤三，晶化冷却后，先用去离子水滤洗，再将滤洗后的样品转入乙醇溶液中加热至70℃保持3h醇洗，醇洗后将样品置于烘箱中在温度为90℃的条件下干燥12h，得到金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体。
步骤四，将金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体在马弗炉中温度为415℃，工作气体为(30％O2，70％Ar)的条件下焙烧2h，得到FeOx催化剂。
<实施例四>
一种FeOx催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别称取0.65g还原铁粉和1.76g均苯三甲酸溶于60ml的去离子水中，得到混合溶液。
步骤二，使用移液枪向上述混合溶液中加入0.48ml的硝酸溶液和1.02ml的氢氟酸溶液，混合搅拌10min后，装入反应釜中在160℃的条件下晶化8h。
步骤三，晶化冷却后，先用去离子水滤洗，再将滤洗后的样品转入乙醇溶液中加热至70℃保持3h醇洗，醇洗后将样品置于烘箱中在温度为90℃的条件下干燥12h，得到金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体。
步骤四，将金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体在马弗炉中温度为430℃，工作气体为(30％O2，70％Ar)的条件下焙烧2h，得到FeOx催化剂。
<实施例五>
一种FeOx催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别称取0.65g还原铁粉和1.76g均苯三甲酸溶于60ml的去离子水中，得到混合溶液。
步骤二，使用移液枪向上述混合溶液中加入0.48ml的硝酸溶液和1.02ml的氢氟酸溶液，混合搅拌10min后，装入反应釜中在160℃的条件下晶化8h。
步骤三，晶化冷却后，先用去离子水滤洗，再将滤洗后的样品转入乙醇溶液中加热至70℃保持3h醇洗，醇洗后将样品置于烘箱中在温度为90℃的条件下干燥12h，得到金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体。
步骤四，将金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体在马弗炉中温度为450℃，工作气体为(30％O2，70％Ar)的条件下焙烧2h，得到FeOx催化剂。
<实施例六>
一种FeOx催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别称取0.65g还原铁粉和1.76g均苯三甲酸溶于60ml的去离子水中，得到混合溶液。
步骤二，使用移液枪向上述混合溶液中加入0.48ml的硝酸溶液和1.02ml的氢氟酸溶液，混合搅拌10min后，装入反应釜中在160℃的条件下晶化8h。
步骤三，晶化冷却后，先用去离子水滤洗，再将滤洗后的样品转入乙醇溶液中加热至70℃保持3h醇洗，醇洗后将样品置于烘箱中在温度为90℃的条件下干燥12h，得到金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体。
步骤四，将金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体在马弗炉中温度为470℃，工作气体为(30％O2，70％Ar)的条件下焙烧2h，得到FeOx催化剂。
<实施例七>
一种FeOx催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别称取0.65g还原铁粉和1.76g均苯三甲酸溶于60ml的去离子水中，得到混合溶液。
步骤二，使用移液枪向上述混合溶液中加入0.48ml的硝酸溶液和1.02ml的氢氟酸溶液，混合搅拌10min后，装入反应釜中在160℃的条件下晶化8h。
步骤三，晶化冷却后，先用去离子水滤洗，再将滤洗后的样品转入乙醇溶液中加热至70℃保持3h醇洗，醇洗后将样品置于烘箱中在温度为90℃的条件下干燥12h，得到金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体。
步骤四，将金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体在马弗炉中温度为500℃，工作气体为(30％O2，70％Ar)的条件下焙烧2h，得到FeOx催化剂。
<实施例八>
一种FeOx催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别称取0.65g还原铁粉和1.76g均苯三甲酸溶于60ml的去离子水中，得到混合溶液。
步骤二，使用移液枪向上述混合溶液中加入0.48ml的硝酸溶液和1.02ml的氢氟酸溶液，混合搅拌10min后，装入反应釜中在160℃的条件下晶化8h。
步骤三，晶化冷却后，先用去离子水滤洗，再将滤洗后的样品转入乙醇溶液中加热至70℃保持3h醇洗，醇洗后将样品置于烘箱中在温度为90℃的条件下干燥12h，得到金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体。
步骤四，将金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体在马弗炉中温度为550℃，工作气体为(30％O2，70％Ar)的条件下焙烧2h，得到FeOx催化剂。
<实施例九>
一种FeOx催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别称取0.65g还原铁粉和1.76g均苯三甲酸溶于60ml的去离子水中，得到混合溶液。
步骤二，使用移液枪向上述混合溶液中加入0.48ml的硝酸溶液和1.02ml的氢氟酸溶液，混合搅拌10min后，装入反应釜中在160℃的条件下晶化8h。
步骤三，晶化冷却后，先用去离子水滤洗，再将滤洗后的样品转入乙醇溶液中加热至70℃保持3h醇洗，醇洗后将样品置于烘箱中在温度为90℃的条件下干燥12h，得到金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体。
步骤四，将金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体在马弗炉中温度为400℃，工作气体为(1％CO，20％O2，79％Ar)的条件下焙烧2h，得到FeOx催化剂。
<实施例十>
一种FeOx催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，分别称取0.65g还原铁粉和1.76g均苯三甲酸溶于60ml的去离子水中，得到混合溶液。
步骤二，使用移液枪向上述混合溶液中加入0.48ml的硝酸溶液和1.02ml的氢氟酸溶液，混合搅拌10min后，装入反应釜中在160℃的条件下晶化8h。
步骤三，晶化冷却后，先用去离子水滤洗，再将滤洗后的样品转入乙醇溶液中加热至70℃保持3h醇洗，醇洗后将样品置于烘箱中在温度为90℃的条件下干燥12h，得到金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体。
步骤四，将金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体在马弗炉中温度为300℃，工作气体为(30％O2，70％Ar)的条件下焙烧2h，得到FeOx催化剂。
催化剂活性评价实验
将实施一至实施例十制备得到的FeOx催化剂分别在固定床连续流动微分反应器中进行反应，微分反应器的内径为4mm的玻璃U型管，催化剂的装填量为100mg，原料气的组成成分为体积比为1％CO，20％O2，79％Ar，气体流速为30ml/min，在连续流动微分反应器中反应20min后，产物气体中CO经配有热导池检测器GC-2060气相色谱仪在线分析，最后得到CO转化率，CO转化率即表示FeOx催化剂的反应活性，得到下表1、2结果，表1表示FeOx催化剂性能指标，表2表示FeOx催化剂的催化性能，如表1、2所示：
表1 FeOx催化剂性能指标
表2 FeOx催化剂的催化性能
实施例作用与效果
实施例一至实施例十提供了一种FeOx催化剂、其制备方法和在防治环境污染中的应用，实施例一至实施例十的制备方法先将均苯三甲酸与还原铁粉按一定质量比溶于去离子水中，得到混合溶液；再向混合溶液中加入适量的硝酸溶液和氢氟酸溶液，混合搅拌后，晶化，晶化后冷却，先用去离子水洗涤后，再用醇溶液洗涤，干燥，得到金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体；最后将金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体焙烧，得到FeOx催化剂。本发明的制备方法简单，易操作，具有良好的经济性、产物产率高，重复性好，在工业上由良好的应用前景，采用该制备方法制得的FeOx催化剂具有高分散、均一的八面体结构和高比表面积，催化活性高，催化转化CO转化率高，能够防治环境污染。
以上实施例仅为本发明构思下的基本说明，不对本发明进行限制。而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种FeOx催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将均苯三甲酸与还原铁粉按一定质量比溶于去离子水中，得到混合溶液；
步骤二，向所述混合溶液中加入适量的硝酸溶液和氢氟酸溶液，混合搅拌5～10min后，晶化6～12h；
步骤三，晶化后冷却，先用去离子水洗涤，再用醇溶液洗涤，在温度为80～120℃的条件下干燥8～16h，得到金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体；
步骤四，将所述金属有机骨架材料MIL-100(Fe)晶体在温度为400～550℃、工作气体条件下焙烧，得到所述FeOx催化剂。
2.根据权利要求1所述的FeOx催化剂的制备方法，其特征在于：
其中，在所述步骤一中，所述均苯三甲酸与所述还原铁粉的质量比为1:1～1:3。
3.根据权利要求1所述的FeOx催化剂的制备方法，其特征在于：
其中，在所述步骤二中，所述硝酸溶液与所述氢氟酸溶液的摩尔比为1:1～1:3。
4.根据权利要求1所述的FeOx催化剂的制备方法，其特征在于：
其中，在所述步骤四中，所述工作气体为CO、O2、H2以及Ar中的任意一种或其混合物。
5.根据权利要求1所述的FeOx催化剂的制备方法，其特征在于：
其中，所述FeOx催化剂中X的值为1～1.5。
6.一种如权利要求1～5任意一项中所述的FeOx催化剂的制备方法制备得到的FeOx催化剂，其特征在于：
所述FeOx催化剂的孔径为0.987～2.45nm，比表面积为15.077～65.298m2/g。
7.一种如权利要求6中所述的FeOx催化剂在防治环境污染中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610874983.0A CN106391017A (zh) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 一种FeOX催化剂、其制备方法和在防治环境污染中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610874983.0A CN106391017A (zh) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 一种FeOX催化剂、其制备方法和在防治环境污染中的应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106391017A true CN106391017A (zh) | 2017-02-15 |
Family
ID=59227981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610874983.0A Pending CN106391017A (zh) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 一种FeOX催化剂、其制备方法和在防治环境污染中的应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106391017A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108273559A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-07-13 | 宁德师范学院 | 一种负载型Fe2O3复合光催化剂 |
| CN110252317A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-20 | 福州大学 | 一种低温﹑高效脱除氮氧化物的Ce-Fe基催化剂 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103623824A (zh) * | 2012-08-23 | 2014-03-12 | 华东师范大学 | 一种磁性铁碳复合材料及其制备方法和应用 |
| CN103908947A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-07-09 | 上海应用技术学院 | 一种油水分离用磁性多孔碳/氧化铁纳米复合材料的制备方法 |
| WO2015175759A1 (en) * | 2014-05-16 | 2015-11-19 | Dow Global Technologies Llc | Process for synthesizing iron carbide fischer-tropsch catalysts |
| CN105233869A (zh) * | 2015-09-22 | 2016-01-13 | 天津工业大学 | 具有过氧化物酶活性的多孔复合材料的制备方法及其应用 |
-
2016
- 2016-09-30 CN CN201610874983.0A patent/CN106391017A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103623824A (zh) * | 2012-08-23 | 2014-03-12 | 华东师范大学 | 一种磁性铁碳复合材料及其制备方法和应用 |
| CN103908947A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-07-09 | 上海应用技术学院 | 一种油水分离用磁性多孔碳/氧化铁纳米复合材料的制备方法 |
| WO2015175759A1 (en) * | 2014-05-16 | 2015-11-19 | Dow Global Technologies Llc | Process for synthesizing iron carbide fischer-tropsch catalysts |
| CN105233869A (zh) * | 2015-09-22 | 2016-01-13 | 天津工业大学 | 具有过氧化物酶活性的多孔复合材料的制备方法及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ZHONG-MIN LIU, ET AL: "Novel hematite nanorods and magnetite nanoparticles prepared from MIL-100(Fe) template for the removal of As(V)", 《MATERIALS LETTERS》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108273559A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-07-13 | 宁德师范学院 | 一种负载型Fe2O3复合光催化剂 |
| CN108273559B (zh) * | 2018-01-11 | 2020-09-15 | 宁德师范学院 | 一种负载型Fe2O3复合光催化剂 |
| CN110252317A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-20 | 福州大学 | 一种低温﹑高效脱除氮氧化物的Ce-Fe基催化剂 |
| CN110252317B (zh) * | 2019-07-04 | 2021-07-13 | 福州大学 | 一种低温﹑高效脱除氮氧化物的Ce-Fe基催化剂 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | High and stable catalytic activity of Ag/Fe2O3 catalysts derived from MOFs for CO oxidation | |
| Zhang et al. | Tuning smaller Co3O4 nanoparticles onto HZSM-5 zeolite via complexing agents for boosting toluene oxidation performance | |
| Almomani et al. | Photocatalytic conversion of CO2 and H2O to useful fuels by nanostructured composite catalysis | |
| Yang et al. | Size-dependent CO and propylene oxidation activities of platinum nanoparticles on the monolithic Pt/TiO 2–YO x diesel oxidation catalyst under simulative diesel exhaust conditions | |
| Li et al. | MOF-derived Au-loaded Co3O4 porous hollow nanocages for acetone detection | |
| CN106390983A (zh) | 一种以Ce基金属有机骨架为前驱体的CeO2催化剂、其制备方法和在防治大气污染中的应用 | |
| CN106964348A (zh) | 一种甲醛污染物室温催化氧化催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN104888767A (zh) | 一种贵金属氧化物催化剂及其制备和应用 | |
| CN106466642A (zh) | 一种Ce基金属有机骨架催化剂、其制备方法和在防治大气污染中的应用 | |
| CN110975870A (zh) | 一种铜钴复合氧化物催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN106861684A (zh) | 一种氧化钛负载的亚纳米铑催化剂及其制备和应用 | |
| Zhao et al. | Interface engineering of Mn3O4/Co3O4 S-scheme heterojunctions to enhance the photothermal catalytic degradation of toluene | |
| CN112076757A (zh) | 一种醋酸刻蚀制备多孔LaCoO3钙钛矿催化剂的方法 | |
| Cao et al. | Mesoporous Co–Fe–O nanocatalysts: preparation, characterization and catalytic carbon monoxide oxidation | |
| Hao et al. | Oxygen-vacancy mediated acidity and redox properties on WOx/Cu-doped CeO2 for the removal of NOx | |
| Bai et al. | Carbon nanotubes loaded with vanadium oxide for reduction NO with NH3 at low temperature | |
| CN102319570A (zh) | 一氧化碳氧化的三元复合氧化物催化剂及其制备方法 | |
| CN106391017A (zh) | 一种FeOX催化剂、其制备方法和在防治环境污染中的应用 | |
| CN106423164A (zh) | 一种CuOX催化剂、其制备方法和在防治环境污染中的应用 | |
| Zhang et al. | NiCo-LDH@ MnO2 nanocages as advanced catalysts for efficient formaldehyde elimination | |
| Zhang et al. | Excellent oxidation activity of toluene over core–shell structure Mn2O3@ MnO2: role of surface lattice oxygen and Mn species | |
| Cui et al. | NO hydrogenation to NH3 over FeCu/TiO2 catalyst with improved activity | |
| CN114272934A (zh) | 一种富缺陷的Co3O4/La0.7CoO3复合催化剂 | |
| CN110404542A (zh) | 一种核-壳球CoFe2O4催化剂及其制备方法与应用 | |
| Zhang et al. | Egg White-Mediated Synthesis and Application of Ag/CeO 2 Photocatalyst for Enhanced Photocatalytic Activity under Visible Light Irradiation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170215 |