CN113351235A - 钯/碳化钼复合材料作为对硝基苯酚还原催化剂的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钯/碳化钼复合材料作为对硝基苯酚还原催化剂的应用。硝基化合物的选择性加氢通常是在贵金属催化剂上进行的，特别是在Pd和Pt催化剂上。Pt、Pd合金的制造可以实现硝基芳烃的高化学选择性加氢，但是由于Pt、Pd等贵金属成本高且储藏量有限，抑制了其在对硝基苯酚还原从而降低其毒性中的广泛应用。本发明使用钯/碳化钼复合材料对废水中的对硝基苯酚进行催化还原去除，且在室温，硼氢化钠与对硝基苯酚的质量比为200:1，钯/碳化钼复合材料水溶液为50微升的条件下，5分钟内即可将对硝基苯酚还原为对氨基苯酚，降低污水的毒性，在处理效率上相比现有技术有显著提升。
Description
技术领域
本发明属于非均相催化技术领域，具体涉及一种钯/碳化钼复合材料的制备及其在对硝基苯酚还原中的应用。
背景技术
对硝基苯酚(PNP)为淡黄色结晶体，微溶于水，易溶于有机溶剂，当溶质为酸性时，淡黄色逐渐褪去；当酸度介于pH3～4之间，PNP溶液几乎无色；当溶质为碱性时，溶液颜色会加深。对硝基苯酚是一种稳定性高的化工原料，广泛应用于工业、农业及医药行业。在阿司匹林代用品对乙酰氨基酚的合成和对硫磷、甲基磷等农药的生产中得到大量的应用。对硝基苯酚难降解，近年来，在海洋、河流沉积物、土壤等环境中多次检测出来对硝基苯酚。PNP是造成水体广泛污染的原因之一，并且对海洋动物的健康是有害的，如果人类吸入后会损伤身体功能，增加癌症的患病率甚至导致全身中毒。
金属纳米复合材料是由纳米级金属颗粒与其他的固态材料复合而成。通常用一维尺寸小于100nm的连续相作为金属纳米粒子的分散增强基体，常见的有无机碳材料、纤维、膜、聚合物等功能新材料。Au、Ag、Cu、Pd、Pt等金属纳米材料具有良好的催化、还原性能，在有机反应中表现出很高的选择性，对工业废水中的对硝基苯酚、邻硝基苯胺的还原处理具有反应条件温和，反应速率快等优点，所以金属纳米复合材料逐渐成为人们的研究热点。
硝基化合物的选择性加氢通常是在贵金属催化剂上进行的，特别是在Pd和Pt催化剂上。PtPd合金的制造可以实现硝基芳烃的高化学选择性加氢,但是由于Pt、Pd等贵金属成本高且储藏量有限，抑制了其在对硝基苯酚还原从而降低其毒性中的广泛应用。由于类似铂的电子性能，经济有效的过渡金属碳化物在加氢过程中发挥了活化氢的替代作用。已有文献表明碳化钼本身具有较低的硝基芳烃加氢性能[20,21]。一般来说，Au-Mo2C、Pt-Mo2C、Ni-Mo2C、Co-Mo2C双金属催化剂在加氢反应、纤维素和木质素的氢解、水性气体转换反应、析氢反应等方面表现出高性能和广泛的催化范围。金属-碳化物双金属催化剂催化性能的提高有时是由于相互作用和协同效应引起的，这往往与其组成、位置和可控制的形貌密切相关。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钯/碳化钼复合材料的制备及其在对硝基苯酚还原中的应用。
本发明提出使用钯/碳化钼复合材料作为对硝基苯酚还原催化剂。
作为优选，应用过程如下：将钯/碳化钼复合材料分散到含有对硝基苯酚废水中，再向含有对硝基苯酚废水中加入硼氢化钠溶液。硼氢化钠溶液中硼氢化钠与废水中对硝基苯酚的质量比大于或等于20:1。
作为优选，所述钯/碳化钼复合材料催化还原对硝基苯酚的反应温度为20～40℃。
作为优选，所述钯/碳化钼复合材料相对于对硝基苯酚废水的用量大于或等于0.05mg/L。
作为优选，所述钯/碳化钼复合材料中的钯载量为4.71wt％。
作为优选，硼氢化钠溶液中硼氢化钠与废水中对硝基苯酚的质量比为200:1。
作为优选，所述钯/碳化钼复合材料的制备方法如下：
步骤一、将去离子水、无水乙醇、四乙氧基硅烷和氨水混合并搅拌，之后用无水乙醇离心清洗，干燥后得到二氧化硅模板。
步骤二、将步骤一得到的二氧化硅模板与葡萄糖、钼酸铵和硝酸钯混合后，加入去离子水搅拌1h，得到悬浊液。对悬浊液进行水热合成，接着离心干燥得到固体。
步骤三、将步骤二得到的固体研磨后煅烧。
步骤四、对经过步骤三煅烧的固体进行碱洗，再冲洗至中性。烘干后得到钯/碳化钼复合材料。
作为优选，步骤一中，去离子水、无水乙醇、四乙氧基硅烷和氨水的体积比为25:65:5:9。
作为优选，步骤二中，二氧化硅模板、葡萄糖、钼酸铵和硝酸钯的质量比为5:1.5:1:0.06。
作为优选，步骤一中的水热合成在四氟乙烯罐中进行；步骤二中的煅烧在管式炉内800℃的高纯Ar条件下进行。
本发明具有的有益效果是：
1.本发明使用钯/碳化钼复合材料对废水中的对硝基苯酚进行催化还原去除，且在室温，硼氢化钠与对硝基苯酚的质量比为200:1，钯/碳化钼复合材料水溶液为50微升的条件下，5分钟内即可将对硝基苯酚还原为对氨基苯酚，降低污水的毒性，在处理效率上相比现有技术有显著提升。
2.本发明的钯/碳化钼复合材料通过水热煅烧法制备，可以控制钯纳米粒子的负载量，从而调控其分散性和大小，为水中对硝基苯酚的去除提供了新的思路，可以在废水处理邻域进行推广与应用。
附图说明
图1为本发明所制备的钯/碳化钼复合材料的透射电镜图像；
图2为不同钯载量条件下，本发明对硝基苯酚的降解效率对比图；
图3为不同温度条件下，本发明对硝基苯酚的降解效率对比图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
一种钯/碳化钼复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、5.0g SiO2作为模板加入1.5g葡萄糖、1.0g钼酸铵和0.06g硝酸钯，加80ml去离子水搅拌1h。搅拌后的悬浊液倒入100ml的四氟乙烯罐中，在180℃条件下水热12h，接着离心干燥得到固体。
步骤二、将步骤一得到的固体研磨后，在管式炉800℃(升温速率为5℃/min)高纯Ar条件下煅烧3h。
步骤三、用2M KOH溶液对经过步骤二的煅烧后的固体碱洗24h，将SiO2模板清洗干净。之后，用去离子水清洗至pH＝7。在真空干燥烘箱中烘干，最终得到钯/碳化钼复合材料的干燥粉末。钯/碳化钼复合材料中的钯载量为4.71wt％。
所得钯/碳化钼复合材料的透射电镜图像如图1所示，其中可以看到制备的钯/碳化钼复合材料呈球状。呈中空球状的模板的优势在于：1、相比较于块状或颗粒状的模板材料，中空球状的催化材料具有更大的比表面积，暴露更多的活性位点，有利于于污染物更好的结合；2、步骤一中将SiO2模板添加到葡萄糖金属阳离子络合体系中，碳化后进行蚀刻，可以合成出一种独特的层次介孔碳，在介孔碳中均匀分布的Pd纳米粒子与附近沉积的Mo2C相互作用，可以更好的进行催化还原反应。
实施例2
一种钯/碳化钼复合材料催化对硝基苯酚的方法，具体步骤如下：
取1毫克实施例1所得的钯/碳化钼复合材料，分散于1毫升去离子水中，超声30分钟得到均匀的催化剂分散液。取0.1毫升的对硝基苯酚溶液(3.5mmol·L-1)，1.9毫升的去离子水和0.7毫升的硼氢化钠溶液(0.1mol·L-1)于比色皿中，最后加入50微升的催化剂分散液进行反应，反应温度为25℃。在反应进行的同时，每隔1分钟通过紫外分光光度计对对硝基苯酚进行浓度检测，结果如附图2所示。
实施例3
一种钯/碳化钼复合材料的制备方法，其与实施例1的区别在于：步骤一中硝酸钯的投加量为0.02g。
将所得的钯/碳化钼复合材料按照实施例2中的方法进行对硝基苯酚溶液催化还原的实验，结果如附图2所示。
实施例4
一种钯/碳化钼复合材料的制备方法，其与实施例1的区别在于：步骤一中硝酸钯的投加量为0.04g。
将所得的钯/碳化钼复合材料按照实施例2中的方法进行对硝基苯酚溶液催化还原的实验，结果如附图2所示。
实施例5
一种钯/碳化钼复合材料的制备方法，其与实施例1的区别在于：步骤一中硝酸钯的投加量为0.08g。
将所得的钯/碳化钼复合材料按照实施例2中的方法进行对硝基苯酚溶液催化还原的实验，结果如附图2所示。
实施例6
一种钯/碳化钼复合材料的制备方法，其与实施例1的区别在于：步骤一中硝酸钯的投加量为0.10g。
将所得的钯/碳化钼复合材料按照实施例2中的方法进行对硝基苯酚溶液催化还原的实验，结果如附图2所示。
对比图2中实施例2-6对应的五条折线可以看出，在硼氢化钠/对氨基苯酚＝200:1，PNP浓度＝0.13mmol·L-1，反应条件为25℃条件下，不同钯载量的催化剂对于对硝基苯酚的降解效果呈现不同的趋势。图中可以看出，投加0.10g硝酸钯(即钯载量为4.71wt％)时，可以在5分钟内将对硝基苯酚完全还原，相比于其他硝酸钯投加量具有显著优势。
实施例7
一种钯/碳化钼复合材料催化对硝基苯酚的方法，其与实施例2的区别在于：反应温度为10℃，结果如附图3所示。
实施例8
一种钯/碳化钼复合材料催化对硝基苯酚的方法，其与实施例2的区别在于：反应温度为20℃，结果如附图3所示。
实施例9
一种钯/碳化钼复合材料催化对硝基苯酚的方法，其与实施例2的区别在于：反应温度为30℃，结果如附图3所示。
实施例10
一种钯/碳化钼复合材料催化对硝基苯酚的方法，其与实施例2的区别在于：反应温度为40℃，结果如附图3所示。
对比图2中实施例2、7-10对应的五条折线可以看出，在硼氢化钠/对氨基苯酚＝200:1，PNP浓度＝0.13mmol·L-1，钯载量为0.06g时，在室温下都可在5分钟内将对硝基苯酚还原为对氨基苯酚。推广应用到实际工程中，该催化剂受温度的影响较小，可以稳定地催化还原。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实例所陈述的具体形式。
Claims (10)
1.一种钯/碳化钼复合材料作为对硝基苯酚还原催化剂的应用。
2.根据权利要求1所述的一种钯/碳化钼复合材料作为对硝基苯酚还原催化剂的应用，其特征在于：具体过程是将钯/碳化钼复合材料分散到含有对硝基苯酚废水中，再向含有对硝基苯酚废水中加入硼氢化钠溶液。
3.根据权利要求1所述的一种钯/碳化钼复合材料作为对硝基苯酚还原催化剂的应用，其特征在于：所述钯/碳化钼复合材料催化还原对硝基苯酚的反应温度为20～40℃。
4.根据权利要求1所述的一种钯/碳化钼复合材料作为对硝基苯酚还原催化剂的应用，其特征在于：所述钯/碳化钼复合材料相对于对硝基苯酚废水的用量大于或等于0.05mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种钯/碳化钼复合材料作为对硝基苯酚还原催化剂的应用，其特征在于：所述钯/碳化钼复合材料中的钯载量为4.71wt％。
6.根据权利要求1所述的一种钯/碳化钼复合材料作为对硝基苯酚还原催化剂的应用，其特征在于：硼氢化钠溶液中硼氢化钠与废水中对硝基苯酚的质量比为200:1。
7.根据权利要求1所述的一种钯/碳化钼复合材料作为对硝基苯酚还原催化剂的应用，其特征在于：所述钯/碳化钼复合材料的制备方法如下：
步骤一、将去离子水、无水乙醇、四乙氧基硅烷和氨水混合并搅拌，之后用无水乙醇离心清洗，干燥后得到二氧化硅模板；
步骤二、将步骤一得到的二氧化硅模板与葡萄糖、钼酸铵和硝酸钯混合后，加入去离子水搅拌1h，得到悬浊液；对悬浊液进行水热合成，接着离心干燥得到固体；
步骤三、将步骤二得到的固体研磨后煅烧；
步骤四、对经过步骤三煅烧的固体进行碱洗，再冲洗至中性；烘干后得到钯/碳化钼复合材料。
8.根据权利要求7所述的一种钯/碳化钼复合材料作为对硝基苯酚还原催化剂的应用，其特征在于：步骤一中，去离子水、无水乙醇、四乙氧基硅烷和氨水的体积比为25:65:5:9。
9.根据权利要求7所述的一种钯/碳化钼复合材料作为对硝基苯酚还原催化剂的应用，其特征在于：步骤二中，二氧化硅模板、葡萄糖、钼酸铵和硝酸钯的质量比为5:1.5:1:0.06。
10.根据权利要求7所述的一种钯/碳化钼复合材料作为对硝基苯酚还原催化剂的应用，其特征在于：步骤一中的水热合成在四氟乙烯罐中进行；步骤二中的煅烧在管式炉内800℃的高纯Ar条件下进行。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114956373A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-08-30 | 李正新 | 废水中硝基苯类物质的去除方法 |
| CN115025773A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-09-09 | 湖南师范大学 | 一种碳点作为还原剂制备碳/钯复合材料高效降解对硝基苯酚的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101138733A (zh) * | 2007-09-30 | 2008-03-12 | 浙江工业大学 | 一种碳管载纳米碳化钨催化剂及其制备方法 |
| CN101362095A (zh) * | 2008-09-18 | 2009-02-11 | 浙江工业大学 | 一种碳化钨与二氧化钛复合催化剂及其制备方法 |
| CN108067274A (zh) * | 2016-11-10 | 2018-05-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种制备双氧水用贵金属改性碳化物催化剂及其制备和应用 |
| CN112275275A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-29 | 西北师范大学 | 一种多孔小尺寸Mo掺杂的Ti基金属材料及其制备方法和应用 |
-
2021
- 2021-05-17 CN CN202110535307.1A patent/CN113351235B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101138733A (zh) * | 2007-09-30 | 2008-03-12 | 浙江工业大学 | 一种碳管载纳米碳化钨催化剂及其制备方法 |
| CN101362095A (zh) * | 2008-09-18 | 2009-02-11 | 浙江工业大学 | 一种碳化钨与二氧化钛复合催化剂及其制备方法 |
| CN108067274A (zh) * | 2016-11-10 | 2018-05-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种制备双氧水用贵金属改性碳化物催化剂及其制备和应用 |
| CN112275275A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-01-29 | 西北师范大学 | 一种多孔小尺寸Mo掺杂的Ti基金属材料及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 黄颖等: ""基于对硝基苯酚催化还原的SBA-15负载型高分散钯纳米颗粒的制备"", 《中国科技论文》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114956373A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-08-30 | 李正新 | 废水中硝基苯类物质的去除方法 |
| CN115025773A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-09-09 | 湖南师范大学 | 一种碳点作为还原剂制备碳/钯复合材料高效降解对硝基苯酚的方法 |
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