CN112871174A - 一种六边形片状纳米氧化镍催化剂制备方法及其应用 - Google Patents

一种六边形片状纳米氧化镍催化剂制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112871174A
CN112871174A CN202110153433.0A CN202110153433A CN112871174A CN 112871174 A CN112871174 A CN 112871174A CN 202110153433 A CN202110153433 A CN 202110153433A CN 112871174 A CN112871174 A CN 112871174A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nickel oxide
preparation
persulfate
solution
oxide catalyst
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
Application number
CN202110153433.0A
Other languages
English (en)
Inventor
徐娟
王维康
刘鹏茜
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.)
East China Normal University
Original Assignee
East China Normal 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 East China Normal University filed Critical East China Normal University
Priority to CN202110153433.0A priority Critical patent/CN112871174A/zh
Publication of CN112871174A publication Critical patent/CN112871174A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • B01J23/755—Nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/04—Oxides; Hydroxides
    • 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
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了一种六边形片状纳米氧化镍催化剂制备方法及其应用，其特点是采用六水合硝酸镍为基质，以油胺为形貌调节剂，通过水热法制备得到六边形片状纳米氧化镍催化剂，该催化剂用于活化过硫酸盐降解水中的有机污染物，可快速催化过硫酸盐分解，提高对有机污染物的降解效果。本发明与现有技术相比具有活性位点丰富，分散性好，在过硫酸盐高级氧化反应中可以快速催化过硫酸盐分解，提高对有机污染物的降解效果，材料稳定性好，可重复使用，价格低廉，制备成本低，是一条很有应用前景及实用价值的制备方法，有助于推动过硫酸盐高级氧化技术在水处理领域的发展。

Description

一种六边形片状纳米氧化镍催化剂制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及片状氧化镍的制备技术领域，尤其是一种六边形片状纳米氧化镍的制备方法及活化过硫酸盐降解废水中有机污染物的应用。
背景技术
水污染问题日益严重，迫切需要针对水中难降解有机物的处理方法。过硫酸盐高级氧化技术凭借其氧化性强、对污染物无选择性降解的优点，适合于处理废水中的难降解有机污染物。过硫酸盐在紫外、超声、热量、光、过渡金属离子以及纳米碳等催化剂的激活下，能产生具有高氧化电位的硫酸根自由基，从而高效降解废水中的难降解有机污染物。其中过渡金属催化活化过硫酸盐所需能耗低、反应条件温和，有很强的应用前景。
现有激活过硫酸盐的金属催化剂一般都采用贵金属制备，不但制备流程复杂，生产成本高，而且性能稳定性差，催化活性位点少，催化过硫酸盐的分解速度慢，无法满足对难降解有机污染物的废水处理。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种六边形片状纳米氧化镍的制备方法及其应用，采用六水合硝酸镍为基质，以油胺为形貌调节剂，通过水热法制备得到六边形片状氧化镍材料，具有催化活性位点丰富，可以快速催化过硫酸盐分解，应用于活化过硫酸盐快速降解废水中的有机污染物，其催化效果好，可回收重复使用，经济性好，性能稳定，制备流程简单，生产成本低，是一种廉价高效的过硫酸盐活化催化剂，制备流程简单，制备成本低，过硫酸盐活化效果好，是一条很有应用前景及实用价值的制备方法，尤其适合大规模工业化生产，进一步推动过硫酸盐高级氧化技术在水处理领域的发展。
本发明的目的是这样实现的：一种六边形片状纳米氧化镍催化剂制备方法，其特点是采用六水合硝酸镍为基质，以油胺为形貌调节剂，通过水热法制备得到六边形片状氧化镍材料，具体制备包括以下步骤：
步骤a：将六水合硝酸镍与去离子水配置成浓度为0.05~0.1mol/L的A溶液，超声混合均匀后待用；
步骤b：将油胺与乙醇按1:5~1:10体积比混合为B溶液，超声混合均匀后待用；
步骤c：将A溶液移入B溶液中，在30~40℃温度下搅拌40~60分钟为C溶液；
步骤d：将C溶液移入反应釜中加热反应10~15小时，反应结束后冷却至室温，所述加热反应的温度为150~200℃；
步骤e：离心分离上述冷却后的反应液，分离的固物经乙醇洗涤后在60~65℃温度下干燥4~8小时，得产物为氧化镍材料；
步骤f：将上述烘干的氧化镍材料放入马弗炉中以3~10℃/min的升温速度加热至300℃，热解2~3小时，得产物为六边形片状纳米氧化镍催化剂。
一种六边形片状纳米氧化镍催化剂的应用，其特点是将片状纳米氧化镍催化剂用于活化过硫酸盐降解水中的有机污染物双酚A，可快速催化过硫酸盐分解，提高对有机污染物的降解效果，所述有机污染物为含有双酚A的废水，其双酚A的浓度为4～20 mg/L；所述有机污染物与催化剂和过二硫酸盐的体积质量比为50 mL：1～5 mg：0.0002～0.001 mg。
本发明与现有技术相比具有以下显著的技术效果和优点：
1）六边形片状纳米氧化镍材料以六水合硝酸镍为原料，在油胺调控下呈现六边形片状形貌，活性位点丰富，在过硫酸盐高级氧化反应中可以快速催化过硫酸盐分解，提高对有机污染物的降解效果。
2）在合成纳米氧化镍催化剂的过程中，添加油胺调控形貌，使其大小形状均匀，材料形貌稳定性好，分散性好。
3）以六水合硝酸镍为原料，价格低廉，制备成本低。
4）材料稳定性好，可重复使用。
附图说明
图1为本发明工艺流程图；
图2为实施例1制备的六边形片状纳米氧化镍材料的扫描电镜图；
图3为实施例1制备的催化剂活化过二硫酸盐降解双酚A的时间-浓度曲线。
具体实施方式
参阅附图1，通过以下具体实施例对本发明的制备方法作进一步的详细说明。
实施例1
a步骤：称取1 mmol六水合硝酸镍加入20 mL去离子水中，超声溶解形成A溶液；将2 mL油胺加入10 mL乙醇中，超声混合均匀形成B溶液；将A溶液加入到B溶液中，在40℃水浴加热条件下搅拌45分钟。
b步骤：将上述溶液移入反应釜中，放入烘箱中在180℃水热反应12小时，然后自然冷却至室温。
c步骤：将水热反应所得材料离心分离，分离的固物经清洗三次后，置于65℃烘箱中干燥4小时时，得产物为氧化镍材料。
d步骤：将上述烘干的氧化镍材料放入马弗炉中以3℃/min的升温速度加热至300℃，热解2小时，得产物为六边形片状纳米氧化镍催化剂。
参阅附图2，上述产物经透射电镜表征，纳米氧化镍材料形貌呈无规则的六边形片状，大小形状均匀，分散性好。
下面以典型有机污染物双酚A的降解为例，将实施例1制备的六边形片状纳米氧化镍催化活化过硫酸盐对本发明的应用作进一步的详细说明。
实施例2
将50 mL双酚A废水，其双酚A溶液的浓度为20 mg/L，投加六边形片状纳米氧化镍催化剂5 mg，投加浓度为5 mg/L的过二硫酸盐溶液200 μL。
参阅附图3，在室温条件下反应20分钟，废水中有机污染物双酚A的降解率达到100%。本发明制备的片状纳米氧化镍材料可以快速催化过硫酸盐分解，提高对有机污染物的降解效果，催化活性位点丰富，且性能稳定，制备流程简单，制备成本低，是一种很好的过硫酸盐活化催化剂。
以上只是对本发明作进一步的说明，并非用以限制本专利，凡为本发明等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。

Claims (2)

1.一种六边形片状纳米氧化镍催化剂制备方法，其特征在于采用六水合硝酸镍为基质，以油胺为形貌调节剂，通过水热法制备得到六边形片状氧化镍材料，具体制备包括以下步骤：
步骤a：将六水合硝酸镍与去离子水配置成浓度为0.05~0.1mol/L的A溶液，超声混合均匀后待用；
步骤b：将油胺与乙醇按1:5~1:10体积比混合为B溶液，超声混合均匀后待用；
步骤c：将A溶液移入B溶液中，在30~40℃温度下搅拌40~60分钟为C溶液；
步骤d：将C溶液移入反应釜中加热反应10~15小时，反应结束后冷却至室温，所述加热反应的温度为150~200℃；
步骤e：离心分离上述反应液，分离的固物经乙醇洗涤后在60~65℃温度下干燥4~8小时，得产物为氧化镍材料；
步骤f：将上述氧化镍材料放入马弗炉中以3~10℃/min的升温速度加热至300℃，热解2~3小时，得产物为六边形片状纳米氧化镍催化剂。
2.一种权利要求1所述六边形片状纳米氧化镍催化剂制备方法制备的催化剂的应用，其特征在于将片状纳米氧化镍催化剂用于活化过硫酸盐降解水中的有机污染物双酚A，所述有机污染物为含有双酚A的废水，其双酚A的浓度为4～20 mg/L；所述有机污染物与催化剂和过二硫酸盐的体积质量比为50 mL：1～5 mg：0.0002～0.001 mg。
CN202110153433.0A 2021-02-04 2021-02-04 一种六边形片状纳米氧化镍催化剂制备方法及其应用 Pending CN112871174A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110153433.0A CN112871174A (zh) 2021-02-04 2021-02-04 一种六边形片状纳米氧化镍催化剂制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110153433.0A CN112871174A (zh) 2021-02-04 2021-02-04 一种六边形片状纳米氧化镍催化剂制备方法及其应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112871174A true CN112871174A (zh) 2021-06-01

Family

ID=76057158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110153433.0A Pending CN112871174A (zh) 2021-02-04 2021-02-04 一种六边形片状纳米氧化镍催化剂制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112871174A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114890530A (zh) * 2022-04-27 2022-08-12 浙江工业大学 一种原位活化过二硫酸盐膜处理有机废水的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108314172A (zh) * 2018-03-13 2018-07-24 上海交通大学 一种有机污染物的降解方法
CN108455718A (zh) * 2018-03-13 2018-08-28 上海交通大学 一种有机污染物的降解方法
CN110745784A (zh) * 2019-11-28 2020-02-04 深圳先进技术研究院 一种金属氧化物纳米颗粒及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108314172A (zh) * 2018-03-13 2018-07-24 上海交通大学 一种有机污染物的降解方法
CN108455718A (zh) * 2018-03-13 2018-08-28 上海交通大学 一种有机污染物的降解方法
CN110745784A (zh) * 2019-11-28 2020-02-04 深圳先进技术研究院 一种金属氧化物纳米颗粒及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHIBIN WU: ""Enhanced heterogeneous activation of persulfate by NixCo3–xO4 for oxidative degradation of tetracycline and bisphenol A"", 《JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING》 *
肖君佳: ""氧化镍纳米材料的合成和性能研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114890530A (zh) * 2022-04-27 2022-08-12 浙江工业大学 一种原位活化过二硫酸盐膜处理有机废水的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108816234B (zh) 一种基于ldh固定过渡金属mof的衍生物催化剂的制备方法及其应用
CN108671907B (zh) 一种铂/二氧化钛纳米花复合材料及其制备方法与应用
CN113908878B (zh) 一种双金属普鲁士蓝类似物催化剂的制备方法及应用
CN113877581B (zh) 一种铁酸铜尖晶石材料及其制备方法与应用
CN113368905B (zh) 以壳聚糖为底物合成Co单原子的方法及其在高效活化过硫酸盐降解有机污染物中的应用
CN110152670B (zh) 一种Co3O4/CuO高效光热催化剂及其制备方法与应用
CN113877599A (zh) 一种钴锰尖晶石材料及其制备方法与应用
CN112264040B (zh) 一种碳球-氧化石墨烯催化剂及其制备方法和应用
CN115739103B (zh) 一种可见光光催化材料CuOx@BiVO4及其制备方法和应用
CN110589886A (zh) 一种碳酸氧铋的制备方法
CN111569882A (zh) 一种四氧化三钴负载铜纳米催化剂及其制备方法
CN114870883B (zh) 一种空心碳基Fe单原子催化剂及其制备方法与应用
CN111203258A (zh) 一种光催化剂s-c3n4的制备方法及应用
CN112871174A (zh) 一种六边形片状纳米氧化镍催化剂制备方法及其应用
CN110950421A (zh) 一种高比表面积的MgO微米球及其制备方法和应用
CN114042448A (zh) 基于Mn-MOF的二维片状氧化锰/介孔碳催化剂的制备方法及应用
CN114950437B (zh) 负载型Cu-Co双金属基ZIF衍生的Cu/Co-C臭氧催化剂的制备及产品和应用
CN108404948B (zh) 一种(BiO)2CO3-BiO2-x复合光催化剂及其制备方法和应用
CN114522713B (zh) 一种钴纳米颗粒/氮化硼复合材料的制备方法和应用
CN110586057A (zh) 杂化改性TiO2复合光催化剂、其制备及用途
CN114177911B (zh) 碳载多金属氧化物催化剂及其制备方法和应用
CN118022794A (zh) 一种藻类生物炭基催化剂的制备方法及废水处理方法
CN115228476A (zh) 一种金属负载木质素碳材料及其制备方法和应用
CN112774683B (zh) 一种碳基包覆Ac-Fe/Co催化剂及微乳液制备方法和应用
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

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
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210601