CN114643057B - 一种泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114643057B CN114643057B CN202210212002.1A CN202210212002A CN114643057B CN 114643057 B CN114643057 B CN 114643057B CN 202210212002 A CN202210212002 A CN 202210212002A CN 114643057 B CN114643057 B CN 114643057B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nickel
- foam nickel
- composite catalyst
- oxyhydroxide
- foam
- 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
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 229910000863 Ferronickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 162
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 81
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 10
- NQXWGWZJXJUMQB-UHFFFAOYSA-K iron trichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].Cl[Fe+]Cl NQXWGWZJXJUMQB-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 10
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000012692 Fe precursor Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000004887 air purification Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 15
- 229910021518 metal oxyhydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 2
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 abstract description 7
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 5
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002149 hierarchical pore Substances 0.000 description 1
- 238000003905 indoor air pollution Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 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
- B01J23/755—Nickel
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
- A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
- A61L9/18—Radiation
- A61L9/20—Ultraviolet radiation
- A61L9/205—Ultraviolet radiation using a photocatalyst or photosensitiser
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- 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
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
-
- 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
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明属于环境催化材料和空气净化技术领域，公开了一种泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂及其制备方法和应用。所述复合催化剂是将镍铁双金属羟基氧化物原位自组装在泡沫镍表面，先将泡沫镍去除表面污渍，然后在盐酸中超声清洗去除表面氧化物，洗净后经真空干燥制得表面活化的泡沫镍；将表面活化的泡沫镍浸入铁前驱体六水三氯化铁、无水硫酸钠和去离子水的混合液中超声处理后，在25‑120℃进行水热反应，再依次经过冷却、洗涤、干燥后制得。本发明在泡沫镍表面原位自组装合成镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂，催化位点暴露丰富，在灭活生物气溶胶上病原微生物的动态捕获和光催化净化方面表现出优异的活性和稳定性。
Description
技术领域
本发明属于环境催化材料和空气净化技术领域，更具体地，涉及一种泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，由生物气溶胶造成的室内空气污染问题已成为大型公共场所和室内环境的重大威胁，凸显了人们对经空气传播的病原微生物灭活净化的巨大需求。在灭活生物气溶胶过程中，与单一使用化学消毒剂和物理过滤净化方法相比，新型光催化复合材料可在捕获生物气溶胶的同时还能快速、彻底灭活这些被富集的微生物病原体，可以说是一种净化效率高、耗能低且二次污染少的环境友好型空气净化技术。该技术的核心是高活性、高稳定性和低压降的光催化剂的开发。其中，成本低廉的泡沫镍得益于自身独特的三维骨架、强机械稳定性和光学特性，已被逐渐用于光催化空气净化反应体系中光催化的担载材料。但是目前基于泡沫镍的负载型催化剂大都是通过各种粘结剂负载或是制备条件复杂、苛刻、耗时且存在负载不均匀，比表面积过小，进而导致其光催化活性低和稳定性较差，因此可能会严重限制其广泛应用。利用前驱体离子溶液的刻蚀作用对泡沫镍表面进行原位修饰改性，从而在泡沫镍表面形成过渡金属氢氧化物层被认为是非常有效的制备过渡金属氢氧化物催化剂的手段，但是目前还未见到相关的技术用于光催化净化生物气溶胶领域的相关应用。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的首要目的在于提供一种泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂。
本发明的另一目的在于提供上述泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂的制备方法。该方法利用氯离子易吸附聚集在金属表面从而诱导金属腐蚀的原理，通过对泡沫镍的刻蚀将镍铁双金属羟基氧化物均匀的生长在三维泡沫镍表面，通过调节氯离子对泡沫镍的腐蚀速率和阴阳离子间的配位速率来控制纳米结构的微观结构，提供了更多的活性位点并有效提高催化剂的活性与稳定性。
本发明的再一目的在于提供泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂的应用。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂，所述复合催化剂是将镍铁双金属羟基氧化物原位自组装在泡沫镍表面，先将泡沫镍去除表面污渍，然后在盐酸中超声清洗去除表面氧化物，洗净后经真空干燥制得表面活化的泡沫镍；将表面活化的泡沫镍浸入铁前驱体六水三氯化铁、无水硫酸钠和去离子水的混合液中超声处理后，在25-120℃进行水热反应，再依次经过冷却、洗涤、干燥后制得。
优选地，所述的盐酸的浓度为0.5～3mol/L。
优选地，所述铁前驱体六水三氯化铁、无水硫酸钠和去离子水的摩尔比为(1～5)：1：50。
优选地，所述的混合液中超声处理的时间为1～30min，所述的水热反应的时间为1～12h，所述干燥的温度为30～80℃。
所述的泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂的制备方法，包括如下步骤：
S1.将泡沫镍依次置于丙酮、乙醇中去除表面污渍，然后在盐酸中超声清洗去除表面氧化物，最后用去离子水清洗干净，经真空干燥，制得表面活化的泡沫镍；
S2.将表面活化的泡沫镍浸入铁前驱体六水三氯化铁、无水硫酸钠和去离子水的混合液中超声处理；
S3.将步骤S2所得的混合物置于聚四氟乙烯反应釜中在25～120℃进行水热反应，然后依次经过冷却、洗涤、干燥，制得镍铁双金属羟基氧化物/泡沫镍复合催化剂。
所述的泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂在生物气溶胶净化领域中的应用。
优选地，所述生物气溶胶为病毒气溶胶、细菌气溶胶或真菌气溶胶。
本发明以具有独特三维孔洞的泡沫镍作为担载基材和镍源前驱体，通过简单的氯腐蚀法，在泡沫镍表面原位生长出了致密均匀的镍铁双金属羟基氧化物纳米片阵列，成功制备了一种泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂。得益于分级多孔结构和双金属相，该复合催化剂具有较大的比表面积和原子暴露，同时通过调控双金属纳米片与泡沫镍基材间的电子效应，实现了高效稳定的光催化空气消毒性能，解决了传统单金属催化剂活性不高的问题。此外，通过氯腐蚀法辅助原位化学共沉淀法，克服了传统的通过粘结方式制备的催化剂易于脱落、稳定性差的弊端。本发明所制得的泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂能高效捕获空气中悬浮的病原微生物，并在镍铁双金属羟基氧化物的协同作用下，促进反应物质、电子和活性氧物种的快速迁移，同时应用的氯腐蚀辅助的原位自组装法，增强了催化剂的稳定性和氧化还原反应性。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂具有高效捕获和灭活气载病原微生物的性能，也表现出良好的催化稳定性。以泡沫镍作为担载基材和镍源前驱体，利用氯离子易吸附聚集在金属表面从而诱导金属腐蚀的原理，使其吸附在泡沫镍表面破坏泡沫镍的钝化膜进而形成氢氧根离子，最终形成相应的泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂。解决了传统制备方法中对三维泡沫镍修饰方法制备工序复杂、条件苛刻等问题。避免了使用传统绝缘聚合物粘合剂，有助于电子快速传输，同时也改善了催化剂稳定性。
2.本发明制备的泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂具有独特的分级结构特征，三维宏观多级孔通道和机械耐用性可以实现生物气溶胶的高效捕获。泡沫镍表面生长均匀的镍铁纳米片展现出高度暴露的双金属活性位点，良好的传质能力和良好的稳定性确保了有效的电子和活性氧物种的传输，解决了传统单金属氧化物催化剂空气消毒性能不高的问题，同时对在金属基底直接生长复合催化剂研究领域有指导意义。
3.本发明在泡沫镍表面原位自组装合成镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂，制备方法简单，催化位点暴露丰富，在灭活生物气溶胶上病原微生物的动态捕获和光催化原位净化方面表现出优异的活性和稳定性。
附图说明
图1为实施例1所得的泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂的扫描电镜图片。
图2为实施例1所得的泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂对气载病原微生物的灭活效果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
1.先将尺寸为2.5×2.5cm的泡沫镍，依次置于丙酮、乙醇中去除表面污渍，然后使用浓度为0.5mol/L稀盐酸超声清洗去除表面氧化物，最后用去离子水清洗干净，然后把洗净的泡沫镍快速放入真空干燥箱中60℃干燥，得到表面活化的泡沫镍。
2.将上述表面活化的泡沫镍浸入六水三氯化铁和无水硫酸钠(摩尔比为1:1)混合水溶液中超声处理1min，然后转移至聚四氟乙烯反应釜中，放置烘箱中并在120℃温度下保持6h，反应完成后降温至室温，得到泡沫镍表面生长的未活化镍铁双金属羟基氧化物；放入干燥箱中80℃干燥24h，得到泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂。
图1为实施例1所得的泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂的扫描电镜图片。从图1中可以看到，镍铁双金属羟基氧化物超薄纳米片阵列均匀分布在泡沫镍表面，说明通过氯腐蚀法辅助原位化学共沉淀法可以快速、简便地实现对泡沫镍的原位修饰。图2为实施例1所得的泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂对生物气溶胶的灭活效果图，由图2可以看到，镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂显示出高效的生物气溶胶的灭活效率(90～99.9％)，而且经过4个循环运行后，其效率也没有明显的下降。结果表明，该镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂具有高效的光催化空气灭菌活性，非常有潜力成为空气污染物如生物气溶胶等的净化功能材料。
实施例2
1.先将尺寸为10×5cm的泡沫镍，依次置于丙酮、乙醇中去除表面污渍，然后使用浓度为3mol/L稀盐酸超声清洗去除表面氧化物，最后用去离子水清洗干净，然后把洗净的泡沫镍快速放入真空干燥箱中60℃干燥，得到表面活化的泡沫镍。
2.将上述表面活化的泡沫镍浸入六水三氯化铁和无水硫酸钠(摩尔比为5:1)的混合水溶液中超声处理30min，然后转移至聚四氟乙烯反应釜中，放置烘箱中并在120℃下保持6h，反应完成后降温至室温，得到泡沫镍表面生长的未活化镍铁双金属羟基氧化物；放入干燥箱中80℃干燥24h，得到自支撑的镍铁双金属羟基氧化物/泡沫镍复合催化剂2，即为泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂。
实施例3
1.先将尺寸为2.5×2.5cm的泡沫镍，依次置于丙酮、乙醇中去除表面污渍，然后使用浓度为0.5mol/L稀盐酸超声清洗去除表面氧化物，最后用去离子水清洗干净，然后把洗净的泡沫镍快速放入真空干燥箱中60℃干燥，得到表面活化的泡沫镍。
2.将上述表面活化的泡沫镍浸入六水三氯化铁和无水硫酸钠(摩尔比为1:1)的混合溶液中超声处理30min，然后转移至聚四氟乙烯反应釜中，放置烘箱中并在25℃下保持12h，反应完成后降温至室温，得到泡沫镍表面生长的未活化镍铁双金属羟基氧化物；放入干燥箱中30℃干燥24h，得到自支撑的镍铁双金属羟基氧化物/泡沫镍复合催化剂3，即为泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂。
实施例4
1.先将尺寸为10×5cm的泡沫镍，依次置于丙酮、乙醇中去除表面污渍，然后使用浓度为3mol/L稀盐酸超声清洗去除表面氧化物，最后用去离子水清洗干净，然后把洗净的泡沫镍快速放入真空干燥箱中60℃干燥，得到表面活化的泡沫镍。
2.将上述表面活化的泡沫镍浸入六水三氯化铁和无水硫酸钠(摩尔比为5:1)的混合溶液中超声处理30min，然后转移至聚四氟乙烯反应釜中，放置烘箱中并在25℃下保持12h，反应完成后降温至室温，得到泡沫镍表面生长的未活化镍铁双金属羟基氧化物；放入干燥箱中80℃干燥24h，得到自支撑的镍铁双金属羟基氧化物/泡沫镍复合催化剂4，即为泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂。
将实施例1-4制备的镍铁双金属羟基氧化物/泡沫镍复合催化剂模块化组装在流动式紫外空气净化效率评价装置(申请号202122196768.9)中，将浓度105～109cfu/mL的细菌气溶胶通入其中，灭活后空气中气溶胶的浓度，得到评价灭活效率为90～99.9％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂在生物气溶胶净化领域中的应用，其特征在于，所述复合催化剂是将镍铁双金属羟基氧化物原位自组装在泡沫镍表面，先将泡沫镍去除表面污渍，然后在盐酸中超声清洗去除表面氧化物，洗净后经真空干燥制得表面活化的泡沫镍；将表面活化的泡沫镍浸入铁前驱体六水三氯化铁、无水硫酸钠和去离子水的混合液中超声处理后，在25~120℃进行水热反应，再依次经过冷却、洗涤、干燥后制得；将制备的镍铁双金属羟基氧化物/泡沫镍复合催化剂模块化组装在流动式紫外空气净化效率评价装置中；所述混合液中铁前驱体六水三氯化铁、无水硫酸钠和去离子水的摩尔比为(1~5)：1：50。
2.根据权利要求1所述的泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂在生物气溶胶净化领域中的应用，其特征在于，所述的盐酸的浓度为0.5~3 mol/L。
3.根据权利要求1所述的泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂在生物气溶胶净化领域中的应用，其特征在于，所述的混合液中超声处理的时间为1~30min，所述的水热反应的时间为1~12h，所述干燥的温度为30~80℃。
4.根据权利要求1所述的泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂在生物气溶胶净化领域中的应用，其特征在于，所述生物气溶胶为病毒气溶胶、细菌气溶胶或真菌气溶胶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210212002.1A CN114643057B (zh) | 2022-03-04 | 2022-03-04 | 一种泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210212002.1A CN114643057B (zh) | 2022-03-04 | 2022-03-04 | 一种泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114643057A CN114643057A (zh) | 2022-06-21 |
| CN114643057B true CN114643057B (zh) | 2023-08-22 |
Family
ID=81994387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210212002.1A Active CN114643057B (zh) | 2022-03-04 | 2022-03-04 | 一种泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114643057B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115874213A (zh) * | 2022-11-11 | 2023-03-31 | 石河子大学 | 一种快速原位合成羟基氧化物电催化剂的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109967080A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-07-05 | 浙江大学 | 一种负载在泡沫镍表面的无定形(Ni,Fe)OOH薄膜电催化剂的制备方法及应用 |
| CN111097423A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种镍基层状双金属氢氧化物纳米片及其室温快速绿色制备方法和应用 |
| CN112023946A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-04 | 河南师范大学 | 一种自支撑镍铁层状双氢氧化物硫化物电催化剂的制备方法 |
| CN112342565A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-02-09 | 天津市大陆制氢设备有限公司 | 一种高效铁钴层状双金属氢氧化物耦合镍钼氢氧化物析氢电极及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1680364A4 (en) * | 2003-09-15 | 2009-08-05 | Univ Delaware | REMOVAL OF MICRO-ORGANISMS AND PRECIPITATING OF DISINFECTION-SECONDARY PRODUCTS USING ELEMENTARY IRON OR ALUMINUM |
| KR20200110455A (ko) * | 2018-02-14 | 2020-09-23 | 더 보드 오브 트러스티스 오브 더 리랜드 스탠포드 쥬니어 유니버시티 | 염 함유 알칼리성 및 중성 물 분할을 위한 매우 지속적인 전극 및 전해질 |
| WO2021257582A1 (en) * | 2020-06-15 | 2021-12-23 | Metalmark Innovations, Inc. | Porous materials for treating contaminants |
-
2022
- 2022-03-04 CN CN202210212002.1A patent/CN114643057B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109967080A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-07-05 | 浙江大学 | 一种负载在泡沫镍表面的无定形(Ni,Fe)OOH薄膜电催化剂的制备方法及应用 |
| CN111097423A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种镍基层状双金属氢氧化物纳米片及其室温快速绿色制备方法和应用 |
| CN112023946A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-04 | 河南师范大学 | 一种自支撑镍铁层状双氢氧化物硫化物电催化剂的制备方法 |
| CN112342565A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-02-09 | 天津市大陆制氢设备有限公司 | 一种高效铁钴层状双金属氢氧化物耦合镍钼氢氧化物析氢电极及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114643057A (zh) | 2022-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2022041852A1 (zh) | 一种在泡沫镍表面原位生长Ni-MOF薄膜光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN108538611B (zh) | 一种纳米片阵列钴酸镍-碳复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN114643057B (zh) | 一种泡沫镍担载的镍铁双金属羟基氧化物复合催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN113387326B (zh) | 二硫化锡纳米催化剂在压电催化分解水产氢中的应用 | |
| CN108273528A (zh) | 一种制备纳米棒状高碘氧铋光催化剂的方法 | |
| CN110331415A (zh) | 一种三维双金属氧化物集流体电极材料、其制备方法及用途 | |
| CN111841589A (zh) | 一种镍钴钨磷化物催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN111215044A (zh) | 一种基于柔性衬底的Ga2O3纳米柱光催化材料及制备方法 | |
| CN104984750A (zh) | 制备光催化剂的方法以及光催化剂 | |
| CN110373891A (zh) | 负载钨酸铋/二氧化钛/还原氧化石墨烯可见光响应复合抗菌织物及其制备方法 | |
| WO2023272413A1 (zh) | 二硫化锡纳米催化剂在压电催化分解水产氢中的应用 | |
| CN107096537B (zh) | 一种Fe2O3掺杂TiO2负载膨胀珍珠岩的漂浮型环境修复材料及其制备方法 | |
| CN113398914A (zh) | 一锅水热合成可见光催化剂的制备方法 | |
| CN111111741B (zh) | 一种多孔氮化硼负载铁纳米材料及其制备方法与应用 | |
| CN105967167B (zh) | 一种制备一维碳纳米材料的方法 | |
| CN110787784A (zh) | 一种丝网型TiO2纳米管阵列光催化降解VOCs的装置及方法 | |
| CN112246268A (zh) | 一种新型高效的臭氧催化材料及其制备方法 | |
| CN107188234A (zh) | 一种片状Bi2WO6的制备方法 | |
| CN109289846B (zh) | 一种Ru/MgO催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN109126814B (zh) | 一种微纳米结构钼酸铜原位生长的方法 | |
| CN114394650B (zh) | 一种螺旋二氧化钛光电极及其制备方法和应用 | |
| CN114192145B (zh) | GQDs/TiO2/α-FeOOH三复合光催化剂制备方法 | |
| CN114606527B (zh) | 一维缺陷型氧化铁纳米棒可见光阳极及其制备方法与应用 | |
| CN111135839A (zh) | 一种氧化铁改性凹凸棒石/钼酸铋复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN107961788B (zh) | 纳米片Zn2SnO4/Bi2WO6催化降解气相污染物的方法 |
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 |