CN111054358B - 一种铜镍锡水滑石催化剂及其制备方法 - Google Patents

一种铜镍锡水滑石催化剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111054358B
CN111054358B CN201911238786.XA CN201911238786A CN111054358B CN 111054358 B CN111054358 B CN 111054358B CN 201911238786 A CN201911238786 A CN 201911238786A CN 111054358 B CN111054358 B CN 111054358B
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
solution
nickel
copper
tin
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
Application number
CN201911238786.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111054358A (zh
Inventor
王豪
张增
井萌萌
吴雁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN201911238786.XA priority Critical patent/CN111054358B/zh
Publication of CN111054358A publication Critical patent/CN111054358A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111054358B publication Critical patent/CN111054358B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • B01J23/007—Mixed salts
    • 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
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/835—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with germanium, tin or lead
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/722—Oxidation by peroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/34—Organic compounds containing oxygen
    • C02F2101/345—Phenols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/20—Total organic carbon [TOC]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/02—Specific form of oxidant
    • C02F2305/023—Reactive oxygen species, singlet oxygen, OH radical

Abstract

本发明公开了一种铜镍锡水滑石催化剂，催化剂的活性组分是Cu、Ni、Sn，Cu与Ni的摩尔比为0.2～4，Cu和Ni的总摩尔数与Sn的摩尔数比值为2～4。该催化剂的制备方法，步骤如下：S1、将可溶性铜盐、可溶性镍盐、可溶性锡盐溶于煮沸过的去离子水中得到混合盐溶液；S2、将NaOH溶于煮沸过的去离子水中得到碱溶液；S3、将混合盐溶液和碱溶液同时缓慢滴加到烧瓶中，滴定过程中控制烧瓶内溶液pH在8.5～10.5，得到浆料；S4、将浆料在60～100℃条件下水热晶化10～18h，然后过滤、洗涤、真空干燥，得到CuNiSn水滑石类催化剂。本发明的催化剂制备方法简单，无需高温焙烧，且用于Fenton反应催化降解废水中苯酚时，反应条件缓和，可在环境pH下工作，活性高，稳定性好，可重复多次使用。

Description

一种铜镍锡水滑石催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及催化剂技术领域，特别是一种用于降解含苯酚废水的铜镍锡水滑石催化剂及其制备方法。
背景技术
苯酚是炼油、石化、煤化工、医药工业废水中常见的有机污染物。苯酚具有高毒性，属于致癌物质，且会造成基因突变，对人类和水生动物的健康有较高风险。此外，苯酚还具有高稳定性、高溶解性和生物积累效应，在水体中长期存在，脱除废水中的苯酚较为困难，因为其难生物降解，不能在可见光下直接发生降解，使用传统的废水处理方法效果也较差。在各种脱除苯酚的方法中，Fenton氧化是一种有效的方法，该法利用H2O2在Fe2+的催化作用下产生羟基自由基(·OH)，借助其无选择性的强氧化作用，将有机污染物完全降解并矿化为小分子CO2和H2O，从而彻底消除污染。
常规的Fenton氧化使用均相Fe2+或Fe3+离子作为催化剂，存在的问题主要是需要在强酸性条件下反应(一般pH<4)、易形成Fe的氢氧化物沉淀、后续需要碱化处理、催化剂无法回收重复利用等。采用非均相固体Fe系催化剂能够实现催化剂的重复使用，然而其存在主要问题仍然是需要使用强酸性条件以防止Fe的沉淀，并且反应速率比均相反应低3个数量级，为了提高反应速率，通常需要借助UV作用。
Cu离子具有Cu2+和Cu+两种氧化态，可以作为Fenton反应催化剂，其氧化还原性能与Fe基催化剂相似，但与后者相比，其具有更大的pH适用范围，可以在接近中性的pH条件下使用。Cu基非均相Fenton催化剂主要有Cu系氧化物纳米颗粒和负载型Cu系氧化物催化剂。在现有技术中，常规的Cu系非均相Fenton催化剂，其中，金属氧化物纳米颗粒极易团聚，难以保持高活性；而负载型催化剂制备复杂，需要将活性组分浸渍、焙烧后才能得到催化剂，并且需要使用多孔载体，成本较高；此外，在高金属负载量时，活性组分分散度差，影响催化剂性能。
水滑石类化合物是一种阴离子型层状粘土材料，其层板由+2价和+3价的金属离子的金属-氧八面体(MO6)公用氧边形成，层间为有机或无机阴离子，用于平衡层板过剩正电荷，其化学通式为：[M2+ 1-xM3+ x(OH)2]x+(An-)x/n·mH2O，其中M2+、M3+分别表示位于层板上的二价阳离子和三价阳离子，An-表示层间可交换的电荷补偿离子。水滑石类材料具有灵活的组成可调控性，其层板金属离子和层间阴离子的种类和数量可以在较大范围内调变。水滑石具有较高的比表面积和丰富的孔道，位于水滑石层板的金属可以在高负载量下保持高度分散状态，并且其制备简便、机械性能良好，兼具负载型和非负载型催化剂的优势。将具有Fenton催化活性的Cu引入水滑石层板，可以克服常规负载型和非负载型催化剂的不足，制备高性能催化剂。基于上述分析，本发明申请的发明人之前申请的专利CN 107398277 A铜镍铁水滑石类催化剂在降解含苯酚废水中的应用。其中公开的一种CuNiFe水滑石催化剂。该催化剂存在的问题是，Cu+作为活性位点催化H2O2产生·OH来氧化苯酚，而Cu+的回收需要借助由Fe2+和Ni3+生成的Ni2+获得，Ni2+需要借助由Fe3+与H2O2生成的Fe2+来获得，故CuNiFe水滑石中Cu+的再生速率和Fenton反应速率仍有上升空间；因此，Cu基水滑石催化剂的再生速率和稳定性需要进一步提升，保证催化剂的重复使用，同时提升催化剂的催化活性，以减少催化剂用量。
发明内容
本发明的目的是针对现有Cu基水滑石催化剂的再生困难，重复使用性差的问题，提供一种铜镍锡水滑石催化剂。该催化剂用于降解含苯酚废水，催化活性高，重复使用性强。
本发明的另一个目的是提供上述铜镍锡水滑石催化剂的制备方法。
本发明提供的铜镍锡水滑石催化剂的活性组分是Cu、Ni、Sn。其中，Cu与Ni的摩尔比为0.2～4，Cu和Ni的总摩尔数与Sn的摩尔数比值为2～4。
优选的是，所述铜镍锡水滑石催化剂中，Cu与Ni的摩尔比为0.2～1，Cu和Ni的总摩尔数与Sn的摩尔数比值为3～4。
最佳优选是，所述铜镍锡水滑石催化剂中，Cu与Ni的摩尔比为0.5，Cu和Ni的总摩尔数与Sn的摩尔数比值为4。
上述铜镍锡水滑石催化剂的制备方法，步骤如下：
S1、按照Cu、Ni、Sn的特定摩尔比，将可溶性铜盐、可溶性镍盐、可溶性锡盐溶于煮沸过的去离子水中得到混合盐溶液。优选的是，所述可溶性铜盐、可溶性镍盐、可溶性锡盐分别是Cu(NO3)2·3H2O、Ni(NO3)2·6H2O和SnCl4·4H2O。
S2、将NaOH溶于煮沸过的去离子水中得到碱溶液，氢氧化钠浓度是1mol/L。
S3、在剧烈搅拌条件下，将混合盐溶液和碱溶液同时缓慢滴加到烧瓶中，滴定过程中始终控制烧瓶内溶液pH在8.5～10.5范围内，生成沉淀物，滴加完成后搅拌0.5h，得到含有沉淀物的浆料。
S4、将浆料在60～100℃条件下水热晶化10～18h，然后过滤、洗涤、真空干燥，得到CuNiSn水滑石类催化剂。
优选的是，所述步骤S3，在剧烈搅拌条件下，将混合盐溶液和碱溶液同时缓慢滴加到盛装有30ml去离子水的烧瓶中，通过调节混合盐溶液和碱溶液的滴加速度，始终控制烧瓶内溶液pH在8.5～10.5范围内，反应生成沉淀物，滴加完成后搅拌0.5h，得到含有沉淀物的浆料。
进一步优选的是，所述步骤S3中，控制烧瓶内溶液pH在8.5～9.5范围内。
优选的是，所述步骤S4，首先将浆料加热至60℃，恒温水热晶化4h，然后加热至100℃，恒温水热晶化6h，然后过滤、洗涤、真空干燥，得到CuNiSn水滑石类催化剂。
所述CuNiSn水滑石类催化剂用于降解含苯酚的废水时，反应温度为20～50℃，在环境pH下反应，催化剂用量为0.5～1g/L，反应时间为1～2h，双氧水与苯酚摩尔比为14～40。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
其一、本发明通过将变价金属Sn引入水滑石层板，Sn与具有催化氧化活性的Cu和具有助剂作用的Ni形成协同作用，采用共沉淀法制备得到CuNiSn水滑石，方法简单且无需焙烧，获得的催化剂能够在环境pH和较低H2O2用量条件下用于废水中苯酚的降解，催化活性明显优于CuNiFe水滑石催化剂，催化剂用量和H2O2用量都减少，废水处理成本相应降低。
其二、铜镍锡水滑石催化剂的稳定性好。Cu+作为活性位点催化H2O2产生·OH来氧化苯酚，Cu+的回收可通过Sn2+和Ni3+生成的Ni2+获得，Ni2+的回收可借助由Cu+和Sn4+生成的Sn2+获得，即Cu、Ni、Sn三种金属在CuNiSn水滑石中存在封闭电子循环，因此可以促进Cu+的快速再生，从而在Fenton反应中具有优异的催化活性。使用后的催化剂能够通过简单方法再生，再生催化剂的催化活性基本保持不变，因此该催化剂可以重复循环使用，具有良好的经济适用价值。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
以下实施例中，Cu/Ni是指Cu元素和Ni元素的摩尔比。(Cu+Ni)/Sn是指可溶铜盐中Cu元素和可溶性镍盐中Ni元素的总摩尔数与可溶性锡盐中Sn元素的总摩尔数的比值。
实施例1
按照Cu/Ni＝0.2，(Cu+Ni)/Sn＝4的比例(摩尔比)，称取Cu(NO3)2·3H2O 1.2g、Ni(NO3)2·6H2O 7.3g和SnCl4·4H2O 2.6g溶于100mL煮沸去离子水中配制成混合盐溶液；另将NaOH 4.0g溶于100mL煮沸去离子水中配制成碱溶液。在剧烈搅拌下将混合盐溶液和碱溶液同时缓慢滴加到盛有30mL煮沸去离子水的三口烧瓶中，滴加过程中始终控制烧瓶内溶液pH＝8.5，滴加完成后搅拌0.5h，得到含有沉淀物的浆料。将浆液置于反应釜加热至100℃下水热晶化12h，随后将所得沉淀过滤、洗涤至中性，产物在80℃干燥6h，得到CuNiSn水滑石类催化剂。
催化降解含酚废水：不调节苯酚水溶液(浓度为100mg/L)的pH值，即溶液环境pH＝6.4，称取0.1g催化剂投入100mL苯酚溶液中，加入0.4mL 30％的双氧水(双氧水与苯酚的摩尔比为37)，在50℃下搅拌反应1h，反应完毕后离心分离，采用总有机碳分析仪测定反应前后废水的总有机碳(TOC)值，用于计算降解率，见表1。总有机碳含量的减小可以证明苯酚被彻底分解为二氧化碳、水等无机小分子。
实施例2
按照Cu/Ni＝0.5，(Cu+Ni)/Sn＝4的比例(摩尔比)，称取Cu(NO3)2·3H2O 2.4g、Ni(NO3)2·6H2O 5.8g和SnCl4·4H2O 2.6g溶于100mL煮沸去离子水中配制成混合盐溶液；另将NaOH 4.0g溶于100mL煮沸去离子水中配制成碱溶液。在剧烈搅拌下将混合盐溶液和碱溶液同时缓慢滴加到盛有30mL煮沸去离子水的三口烧瓶中，滴加过程中始终控制烧瓶内溶液pH＝8.5，滴加完成后搅拌0.5h，得到含有沉淀物的浆料。将浆液置于反应釜加热至70℃下水热晶化12h，随后将所得沉淀过滤、洗涤至中性，产物在80℃干燥6h，得到CuNiSn水滑石类催化剂。
催化降解含酚废水：不调节苯酚水溶液(浓度为100mg/L)的pH值，即溶液环境pH＝6.4，称取0.1g催化剂投入100mL苯酚溶液中，加入0.4mL 30％的双氧水(双氧水与苯酚的摩尔比为37)，在20℃下搅拌反应1h，反应完毕后离心分离，采用总有机碳分析仪测定反应前后废水的总有机碳(TOC)值，用于计算降解率，见表1。
实施例3
按照Cu/Ni＝1，(Cu+Ni)/Sn＝4的比例(摩尔比)，称取Cu(NO3)2·3H2O 3.6g、Ni(NO3)2·6H2O 4.4g和SnCl4·4H2O 2.6g溶于100mL煮沸去离子水中配制成混合盐溶液；另将NaOH 4.0g溶于100mL煮沸去离子水中配制成碱溶液。在剧烈搅拌下将混合盐溶液和碱溶液同时缓慢滴加到盛有30mL煮沸去离子水的三口烧瓶中，滴加过程中始终控制烧瓶内溶液pH＝8.5，滴加完成后搅拌0.5h，得到含有沉淀物的浆料。将浆液置于反应釜加热至70℃下水热晶化18h，随后将所得沉淀过滤、洗涤至中性，产物在80℃干燥6h，得到CuNiSn水滑石类催化剂。
催化降解含酚废水：不调节苯酚水溶液(浓度为100mg/L)的pH值，即溶液环境pH＝6.4，称取0.1g催化剂投入100mL苯酚溶液中，加入0.4mL 30％的双氧水(双氧水与苯酚的摩尔比为37)，在40℃下搅拌反应1h，反应完毕后离心分离，采用总有机碳分析仪测定反应前后废水的总有机碳(TOC)值，用于计算降解率，见表1。
实施例4
按照Cu/Ni＝1，(Cu+Ni)/Sn＝4的比例(摩尔比)，称取Cu(NO3)2·3H2O 3.6g、Ni(NO3)2·6H2O 4.4g和SnCl4·4H2O 2.6g溶于100mL煮沸去离子水中配制成混合盐溶液；将NaOH 4.0g溶于100mL煮沸去离子水中配制成碱溶液。在剧烈搅拌下将混合盐溶液和碱溶液同时缓慢滴加到盛有30mL煮沸去离子水的三口烧瓶中，滴加过程中始终控制烧瓶内溶液pH＝8.5，滴加完成后搅拌0.5h，得到含有沉淀物的浆料。将浆液置于反应釜加热至60℃恒温水热晶化4h，然后升温至100℃恒温水热晶化6h，然后将所得沉淀过滤、洗涤至中性，产物在80℃干燥6h，得到CuNiSn水滑石类催化剂。
催化降解含酚废水：不调节苯酚水溶液(浓度为100mg/L)的pH值，即溶液环境pH＝6.4，称取0.1g催化剂投入100mL苯酚溶液中，加入0.15mL 30％的双氧水(双氧水与苯酚的摩尔比为14)，在50℃下搅拌反应1h，反应完毕后离心分离，采用总有机碳分析仪测定反应前后废水的总有机碳(TOC)值，用于计算降解率，见表1。
实施例5
按照Cu/Ni＝4，(Cu+Ni)/Sn＝2的比例(摩尔比)，称取Cu(NO3)2·3H2O 3.0g、Ni(NO3)2·6H2O 0.9g和SnCl4·4H2O 2.6g溶于100mL煮沸去离子水中配制成混合盐溶液；将NaOH 4.0g溶于100mL煮沸去离子水中配制成碱溶液。在剧烈搅拌下将混合盐溶液和碱溶液同时缓慢滴加到盛有30mL煮沸去离子水的三口烧瓶中，滴加过程中始终控制烧瓶内溶液pH＝9.5，滴加完成后搅拌0.5h，得到含有沉淀物的浆料。将浆液置于反应釜加热至60℃恒温水热晶化4h，然后升温至100℃恒温水热晶化6h，然后将所得沉淀过滤、洗涤至中性，产物在80℃干燥6h，得到CuNiSn水滑石类催化剂。
催化降解含酚废水：不调节苯酚水溶液(浓度为100mg/L)的pH值，即溶液环境pH＝6.4，称取0.1g催化剂投入100mL苯酚溶液中，加入0.4mL 30％的双氧水(双氧水与苯酚的摩尔比为37)，在20℃下搅拌反应1h，反应完毕后离心分离，采用总有机碳分析仪测定反应前后废水的总有机碳(TOC)值，用于计算降解率，见表1。
实施例6
催化剂的制备同实施例2。
催化降解含酚废水：不调节苯酚水溶液(浓度为100mg/L)的pH值，即溶液环境pH＝6.4，称取0.05g催化剂投入100mL苯酚溶液中，加入0.4mL 30％的双氧水(双氧水与苯酚的摩尔比为37)，在50℃下搅拌反应1h，反应完毕后离心分离，采用总有机碳分析仪测定反应前后废水的总有机碳(TOC)值，用于计算降解率，见表1。
实施例7
催化剂的制备同实施例2。
催化降解含酚废水：不调节苯酚水溶液(浓度为100mg/L)的pH值，即溶液环境pH＝6.4,，称取0.1g催化剂投入100mL苯酚溶液中，加入0.2mL 30％的双氧水(双氧水与苯酚的摩尔比为18)，40℃下搅拌反应1h，反应完毕后离心分离，采用总有机碳分析仪测定反应前后废水的总有机碳(TOC)值，用于计算降解率，见表1。
实施例8
催化剂的制备同实施例4。
催化降解含酚废水：苯酚水溶液浓度为100mg/L，即溶液pH＝5，称取0.1g催化剂投入100mL苯酚溶液中，加入0.2mL 30％的双氧水(双氧水与苯酚的摩尔比为18)，在50℃下搅拌反应1h，反应完毕后离心分离，采用总有机碳分析仪测定反应前后废水的总有机碳(TOC)值，用于计算降解率，见表1。
表1、实施例1-8的CuNiSn水滑石催化剂的苯酚降解实验结果
Figure BDA0002305606220000061
由表1可以看出，本发明的催化剂对苯酚的降解效果几乎是接近百分之百。由此说明，CuNiSn水滑石催化剂能够将苯酚完全矿化分解为无毒无害的无机小分子，降解率最高可达百分百。而且，在这过程中，不需要调整苯酚溶液的pH值，在环境pH和较低H2O2用量条件下就能将废水中苯酚的完全降解。该催化剂的催化活性明显优于发明人之前研究的CuNiFe水滑石催化剂(详见专利CN 107398277 A)。
实施例9
催化剂的回收再利用实验测试：
第一次重复使用实验：回收实施例7反应完毕后的催化剂，用煮沸的去离子水洗涤，100℃干燥6h以再生，得到一次再生的催化剂。其降解含酚废水的测试实验同实施例7。第一次实验结束后，再次回收催化剂，再生后进行第二次重复使用实验。第二次实验结束后，再次回收催化剂，再生后进行第三次重复使用实验。第三次实验结束后，再次回收催化剂，再生后进行第四次重复使用实验，四次重复实验的降解效果见表2。
对比例1
采用本发明申请的发明人之前申请的专利CN 107398277 A铜镍铁水滑石类催化剂在降解含苯酚废水中的应用，其中公开的CuNiFe水滑石催化剂作为对比样品。该专利的实施例中，实施例6的CuNiFe水滑石催化剂表现出最佳的催化活性，因此这里采用实施例6制备的催化剂进行催化剂重复使用实验。实验步骤及条件同本发明的实施例7和实施例9。CuNiFe水滑石催化剂的降解效果见表2。
表2、实施例7制备的CuNiSn水滑石催化剂与CuNiFe水滑石催化剂的再生重复使用苯酚的降解率测试结果
催化剂类型 初次使用 重复一次 重复两次 重复三次 重复四次
CuNiSn水滑石 100％ 98.4％ 97.8％ 96.2％ 96.0％
CuNiFe水滑石 97.4％ 96.2％ 95.8％ 94.1％ 93.0％
表2可以得出，与CuNiFe水滑石催化剂相比，本发明的CuNiSn水滑石催化剂体现出更加优异的可再生重复使用性能，再生催化剂的性能稳定，且催化剂经回收重复使用四次时，降解率仍保持在96％以上，具有较好的稳定性和实际应用价值。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种铜镍锡水滑石催化剂，其特征在于，Cu与Ni的摩尔比为0.2～4，Cu和Ni的总摩尔数与Sn的摩尔数比值为2～4；该催化剂的制备方法如下：
S1、将可溶性铜盐、可溶性镍盐、可溶性锡盐溶于煮沸过的去离子水中得到混合盐溶液；
S2、将NaOH溶于煮沸过的去离子水中得到碱溶液；
S3、在剧烈搅拌条件下，将混合盐溶液和碱溶液同时缓慢滴加到盛装有去离子水的烧瓶中，通过调节混合盐溶液和碱溶液的滴加速度，始终控制烧瓶内溶液pH在8.5～10.5范围内，反应生成沉淀物，滴加完成后搅拌0.5h，得到含有沉淀物的浆料；
S4、将浆料在60～100℃条件下水热晶化10～18h，然后过滤、洗涤、真空干燥，得到CuNiSn水滑石类催化剂。
2.如权利要求1所述的铜镍锡水滑石催化剂，其特征在于，Cu与Ni的摩尔比为0.2～1，Cu和Ni的总摩尔数与Sn的摩尔数比值为3～4。
3.如权利要求2所述的铜镍锡水滑石催化剂，其特征在于，Cu与Ni的摩尔比为0.5，Cu和Ni的总摩尔数与Sn的摩尔数比值为4。
4.如权利要求1所述的铜镍锡水滑石催化剂，其特征在于，所述步骤S3中，控制烧瓶内溶液pH在8.5～9.5范围内。
5.如权利要求1所述的铜镍锡水滑石催化剂，其特征在于，所述步骤S4，首先将浆料加热至60℃，恒温水热晶化4h，然后加热至100℃，恒温水热晶化6h，然后过滤、洗涤、真空干燥，得到CuNiSn水滑石类催化剂。
6.如权利要求1所述的铜镍锡水滑石催化剂，其特征在于，所述可溶性铜盐、可溶性镍盐、可溶性锡盐分别是Cu(NO3)2·3H2O、Ni(NO3)2·6H2O和SnCl4·4H2O。
7.如权利要求1所述的铜镍锡水滑石催化剂，其特征在于，所述碱溶液中，氢氧化钠浓度是1mol/L。
CN201911238786.XA 2019-12-06 2019-12-06 一种铜镍锡水滑石催化剂及其制备方法 Active CN111054358B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911238786.XA CN111054358B (zh) 2019-12-06 2019-12-06 一种铜镍锡水滑石催化剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911238786.XA CN111054358B (zh) 2019-12-06 2019-12-06 一种铜镍锡水滑石催化剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111054358A CN111054358A (zh) 2020-04-24
CN111054358B true CN111054358B (zh) 2022-02-01

Family

ID=70299900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911238786.XA Active CN111054358B (zh) 2019-12-06 2019-12-06 一种铜镍锡水滑石催化剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111054358B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113145177A (zh) * 2021-01-20 2021-07-23 陕西科技大学 一种水滑石/壳聚糖复合球状催化剂及制备方法和应用
CN116393138B (zh) * 2023-04-20 2024-04-05 河南师范大学 一种用于硝酸根还原转氨的铜镍锡纳米金属玻璃催化剂的制备方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102099293A (zh) * 2008-05-21 2011-06-15 巴斯夫欧洲公司 直接合成具有CHA结构的含Cu沸石的方法
EP2517716A1 (en) * 2007-10-01 2012-10-31 Colgate-Palmolive Company Oral compositions containing botanical extracts
WO2013141451A1 (ko) * 2012-03-20 2013-09-26 한국에너지기술연구원 나노클레이를 이용한 오일 함유 미생물 수확 및 바이오 오일 제조 방법
CN105080553A (zh) * 2015-08-04 2015-11-25 内蒙古大学 一种含锡双钙钛矿型光催化降解苯酚催化剂的制备方法
CN105967277A (zh) * 2016-04-25 2016-09-28 江苏奥尼斯环保科技有限公司 一种Sn-Ti/氧化铝三维粒子电极、制备方法及应用
CN106587120A (zh) * 2016-12-12 2017-04-26 西安工业大学 一种基于层状复合金属氢氧化物的水处理剂及其制备方法
CN106943984A (zh) * 2017-04-10 2017-07-14 西安工业大学 一种除砷吸附剂及其制备方法
CN107195605A (zh) * 2017-05-18 2017-09-22 上海交通大学 以薄镍层作为阻挡层的铜镍锡微凸点结构及其制备方法
CN107398277A (zh) * 2016-10-24 2017-11-28 西南石油大学 铜镍铁水滑石类催化剂在降解含苯酚废水中的应用
CN108003390A (zh) * 2017-12-05 2018-05-08 广州市联诺化工科技有限公司 一种环保型复合有机锡热稳定剂及其制备方法
CN110191926A (zh) * 2016-11-15 2019-08-30 Scg化学有限公司 表面改性的层状双氢氧化物

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6813596B2 (ja) * 2016-05-23 2021-01-13 フジフイルム エレクトロニック マテリアルズ ユー．エス．エー．， インコーポレイテッド 半導体基板からフォトレジストを除去するための剥離組成物

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2517716A1 (en) * 2007-10-01 2012-10-31 Colgate-Palmolive Company Oral compositions containing botanical extracts
CN102099293A (zh) * 2008-05-21 2011-06-15 巴斯夫欧洲公司 直接合成具有CHA结构的含Cu沸石的方法
WO2013141451A1 (ko) * 2012-03-20 2013-09-26 한국에너지기술연구원 나노클레이를 이용한 오일 함유 미생물 수확 및 바이오 오일 제조 방법
CN105080553A (zh) * 2015-08-04 2015-11-25 内蒙古大学 一种含锡双钙钛矿型光催化降解苯酚催化剂的制备方法
CN105967277A (zh) * 2016-04-25 2016-09-28 江苏奥尼斯环保科技有限公司 一种Sn-Ti/氧化铝三维粒子电极、制备方法及应用
CN107398277A (zh) * 2016-10-24 2017-11-28 西南石油大学 铜镍铁水滑石类催化剂在降解含苯酚废水中的应用
CN110191926A (zh) * 2016-11-15 2019-08-30 Scg化学有限公司 表面改性的层状双氢氧化物
CN106587120A (zh) * 2016-12-12 2017-04-26 西安工业大学 一种基于层状复合金属氢氧化物的水处理剂及其制备方法
CN106943984A (zh) * 2017-04-10 2017-07-14 西安工业大学 一种除砷吸附剂及其制备方法
CN107195605A (zh) * 2017-05-18 2017-09-22 上海交通大学 以薄镍层作为阻挡层的铜镍锡微凸点结构及其制备方法
CN108003390A (zh) * 2017-12-05 2018-05-08 广州市联诺化工科技有限公司 一种环保型复合有机锡热稳定剂及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Formation of microstructure resulting from quasi-peritectic reactions during freezing of Bi–Pb–Sn and Cu–Ni–Sn ternary alloys;L. Snugovsky et.al;《Materials Science and Technology》;20081231;第24卷;全文 *
Heterogeneous photo-Fenton process mediated by Sn-substituted goethites with altered OH-surface density;Ana L. Larralde Diego Onna Keyla M. Fuentes Elsa E. Sileo Mira;《Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry》;20190801;全文 *
新型镍锡铝水滑石的合成及还原性能;潘国祥等;《硅酸盐学报》;20091031;第37卷;全文 *
电芬顿降解活性艳红X3B的阳极影响因素;胡晶晶等;《化工学报》;20121130;第63卷;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111054358A (zh) 2020-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108404950B (zh) 一种用于臭氧催化氧化的催化剂、其制备方法和使用其处理工业废水的方法
CN111054358B (zh) 一种铜镍锡水滑石催化剂及其制备方法
JP5756740B2 (ja) 光触媒およびその製造方法並びに硝酸性窒素含有水の処理方法
WO2017128600A1 (zh) 用于废水处理的臭氧催化氧化催化剂及其制备方法
CN110801839B (zh) 一种Co2FeAl-LDH及其制备方法和降解污染物的方法
CN107398277A (zh) 铜镍铁水滑石类催化剂在降解含苯酚废水中的应用
CN109569729B (zh) 一种负载型双金属高级氧化催化剂、制备方法及其各强化功能贡献的分析方法
CN103357413A (zh) 二元氧化物复合型固体酸催化剂的制备及催化h2o2氧化处理难降解有机污染物
CN111036276B (zh) 一种钨基免预硫化水滑石类加氢脱硫催化剂及其制备方法
Jabbar et al. Developing a magnetic bismuth-based quaternary semiconductor boosted by plasmonic action for photocatalytic detoxification of Cr (VI) and norfloxacin antibiotic under simulated solar irradiation: Synergistic work and radical mechanism
US20170334746A1 (en) Preferential removal of hexavalent chromium from contaminated water
CN114425348B (zh) 纳米复合氧化物及其制备方法和应用
CN110947393A (zh) 一种高过氧化氢利用率的非均相芬顿催化剂及其制备方法和应用
JP5336932B2 (ja) 水質浄化材料、水質浄化方法、リン酸肥料前駆体及びリン酸肥料前駆体の製造方法
CN113600192A (zh) 一种铜铁铝类水滑石催化剂、制备方法及应用
CN111569877A (zh) 催化剂及其制备方法
CN108940307B (zh) 金钴双金属负载锌铝水滑石及其制备方法与应用
CN104190421B (zh) 一种高效降解偶氮染料的Cu基催化剂制备方法
CN107754859B (zh) 催化剂及其制备方法和应用
CN114392745A (zh) 一种制备Fe-过渡金属-Al复合金属氧化物的方法及其应用
KR101532719B1 (ko) 무광촉매가 코팅된 수처리 담체, 이의 제조방법 및 그를 포함하는 수처리 장치
CN112047450A (zh) 一种复合氧化剂的制备方法及其应用
CN113244929A (zh) 铁铋氧化物Bi2Fe4O9的制备方法及在有机废水处理中的应用
CN111569890A (zh) 一种氧化石墨烯-氧化铽-氧化铁复合材料、合成方法及其在催化降解中的应用
CN112916025B (zh) 一种羟基氯铜催化剂、制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant