CN115501887A - 一种催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及催化剂的技术领域，具体公开了一种催化剂及其制备方法和应用，由包括如下重量份的原料制成：镍15份‑25份、银7份‑15份、载体1‑4份、助催化剂0.3‑1份。本申请通过引入镍和银，再将镍和银与载体和助催化剂结合形成双层结构的催化剂，无需使用外加添加剂，不仅提高了镍和银的分散性，还提高了催化剂与反应物的接触面积以及机械强度，操作方便，成本低廉，提高了催化剂的催化效率的同时也利于催化剂的回收使用。
Description
技术领域
本申请涉及催化剂的技术领域，更具体地说，它涉及一种催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
催化剂指在化学反应里能改变(加快或减慢)其他物质的化学反应速率，但本身的质量和化学性质在反应前后(反应过程中会改变)都没有发生变化的物质叫催化剂。
过氧化氢具有养护能力且拥有强力的漂白、杀菌作用，因此作为纸、浆料、纤维等的漂白剂、杀菌剂利用，另外，过氧化氢的分解生成物为水和氧，因此，从绿色化学的观点考虑，过氧化氢处于重要的位置，作为氯系漂白剂的代替材料也备受关注。在过氧化氢的推进技术中，催化剂起着将高浓度液态过氧化氢分解为高温高压的氧气和水蒸气的关键作用。
相关技术中，二氧化锰、碳酸钴等金属氧化物被大量报道用于过氧化氢的催化分解，但是，由于在高温高压的化学反应环境中，催化剂容易烧结、破碎，活性组分易流失，降低了过氧化氢的分解效率。
发明内容
为了提高过氧化氢的分解效率，本申请提供一种催化剂及其制备方法和应用。
第一方面，本申请提供一种催化剂，采用如下的技术方案：
一种催化剂，由包括如下重量份的原料制成：
镍15份-25份；
银7份-15份；
载体1-4份；
助催化剂0.3-1份。
通过采用上述技术方案，本申请通过引入镍和银，再将镍和银与载体和助催化剂结合形成双层结构的催化剂，无需使用外加添加剂，不仅提高了镍和银的分散性，还提高了催化剂与反应物的接触面积以及机械强度，操作方便，成本低廉，提高了催化剂的催化效率的同时也利于催化剂的回收使用。
优选的，所述载体包括三氧化二铝、碳化硅以及活性炭中的一种。
通过采用上述技术方案，三氧化二铝是一种多微孔、高分散性固体物料，比表面积相对较大，有较好的机械强度和热稳定性，能够在提高镍和银的分散性的同时，提高催化剂的强度，便于催化反应结束后对催化剂进行回收以及重复使用。
碳化硅是由硅与碳元素以共价键结合的非金属碳化物，六方和立方晶系，分散性好强度高，化学性质安稳，作为催化剂的骨架能够提高催化剂的机械强度以及分散性，在提高催化剂的催化效率的同时提高催化剂的可回收性以及重复使用性。
优选的，所述助催化剂包括甲基铝氧烷以及二苯基硼酸的一种。
通过采用上述技术方案，甲基铝氧烷为三维笼状结构，有利于助催化剂与载体结合，进而提高催化剂的活性，二苯基硼酸具有大体积配位阴离子，能够加速反应物的分解，提高催化剂对反应物的分解速率。
第二方面，本申请提供一种催化剂的制备方法，采用如下的技术方案：
一种催化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述载体酸处理后用去离子水洗涤至中性，干燥后焙烧，得到第一焙烧物；
S2、将所述第一焙烧物与助催化剂混合得到第一混合物；
S3、向第一混合液中加入氨水，搅拌均匀并静置，水洗沉淀物后干燥并与镍煅烧，得到第一煅烧物；
S4、将所述第一煅烧物的表面电镀银，得到所述催化剂。
通过采用上述技术方案，将载体用酸处理后焙烧，有助于载体与助催化剂混合均匀，氨水有助于沉淀混合液中的游离金属离子和载体离子，提高第一煅烧物的生成率，在第一煅烧物表面电镀银，第一煅烧物中的镍能够提高催化剂的催化效率，并且能够减少银的电镀量，控制催化剂的制作成本，电镀银能够提高银与反应物的接触面积，进而提高催化剂对反应物的催化效率。
优选的，步骤S3完成后，还包括以下步骤：
S31、将所述第一煅烧物挤条成型，再将所述条状第一煅烧物编织成网状。
通过采用上述技术方案，将第一煅烧物编织成网状后，能够提高催化剂与反应物的接触面积，从而提高催化剂对反应物的催化效率。
优选的，所述催化剂进行进一步处理，所述催化剂的进一步处理步骤如下：
S5、将所述催化剂浸入过氧化氢溶液中；
S6、将浸过过氧化氢溶液的所述催化剂烘干后得到进一步处理后的催化剂。
通过采用上述技术方案，进一步处理前的催化剂表面银层堆积致密，表面积较小，使用过氧化氢溶液对催化剂进行进一步处理，催化剂的表面会变得粗糙，提高催化剂的表面积，有利于催化反应中反应物与催化剂的接触，提高了催化剂对反应物的催化效率。
优选的，所述过氧化氢溶液的质量浓度为30％-90％。
通过采用上述技术方案，随着进一步处理时过氧化氢浓度的提高，催化剂的表面粗糙度逐渐提高，催化剂的反应活性逐步提高，当过氧化氢浓度较小时，催化剂的表面较光滑，催化剂的催化速率变化不大，过氧化氢浓度过大时，容易使第一煅烧物露出过多，影响催化剂反应后的复原以及回收效率，进而影响催化反应过程中催化剂对反应物的催化效率。
优选的，在催化剂浸入过氧化氢溶液前，向所述过氧化氢溶液中加入尿素，并搅拌均匀，所述尿素与过氧化氢的质量比为(0.05-0.3)：1。
通过采用上述技术方案，尿素能够促进镍上的电镀银还原，提高了本申请制备的催化剂的可重复利用性，并且在催化反应物时，提高了催化剂的稳定性。
第三方面，本申请提供一种催化剂的应用，采用如下的技术方案：
一种催化剂的应用，催化剂应用于过氧化氢分解反应中。
通过采用上述技术方案，本申请制备的催化剂能够提高过氧化氢的分解效率、能够连续长周期反应并且便于反应结束后的回收。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.本申请通过引入镍和银，再将镍和银与载体和助催化剂结合形成双层结构的催化剂，无需使用外加添加剂，不仅提高了镍和银的分散性，还提高了催化剂与过氧化氢的接触面积以及机械强度，操作方便，成本低廉，提高了催化剂的催化效率的同时也利于催化剂的回收使用。
2.将载体用酸处理后焙烧，有助于载体与助催化剂混合均匀，氨水有助于沉淀混合液中的游离金属离子载体离子，提高第一煅烧物的生成率，在第一煅烧物表面电镀银，第一煅烧物中的镍能够提高催化剂的催化效率，并且能够减少银的电镀量，控制催化剂的制作成本，电镀银能够提高银与过氧化氢的接触面积，进而提高催化剂对过氧化氢的催化效率；
3.本申请制备的催化剂能够提高过氧化氢的分解效率、能够连续长周期反应并且便于反应结束后的回收。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例
本发明的实施例1-3中各原料的配比情况见表1。
表1实施例1-3催化剂
实施例1-3
一种催化剂，各组分及其相应的重量如表1所示，并通过如下方法制备：
S1、将载体在10g盐酸溶液中浸泡70min，用去离子水多次洗涤至中性后，放置在120℃的烘箱内烘干10min，在150℃焙烧30min，得到第一焙烧物；
S2、将第一焙烧物与助催化剂混合均匀得到第一混合物；
S3、向第一混合物中加入质量浓度为25％氨水，搅拌均匀并静置，水洗沉淀物后干燥并与镍放置于马弗炉中250℃煅烧2h，得到第一煅烧物；
S4、将网状第一煅烧物的表面电镀银得到催化剂；
实施例4
一种催化剂，通过如下方法制备：
S1、将3g三氧化二铝在10g质量浓度为7％的盐酸溶液中浸泡70min，用去离子水多次洗涤至中性后，放置在120℃的烘箱内烘干10min，然后在150℃焙烧30min，得到第一焙烧物；
S2、将第一焙烧物与0.5g二苯基硼酸混合均匀得到第一混合物；
S3、向第一混合物中加入120g质量浓度为25％氨水，搅拌均匀并静置，水洗沉淀物后干燥并与20g镍放置于马弗炉中250℃煅烧2h，得到第一煅烧物；
S31、将第一煅烧物放入挤出机中挤成直径为2mm的条状，然后再将条状第一煅烧物编织成1cm*2cm的网状；
S4、将网状第一煅烧物的表面均匀电镀10g银得到催化剂；
实施例5
一种催化剂，通过如下方法制备：
S1、将3g三氧化二铝在10g质量浓度为7％的盐酸溶液中浸泡70min，用去离子水多次洗涤至中性后，放置在120℃的烘箱内烘干10min，然后在150℃焙烧30min，得到第一焙烧物；
S2、将第一焙烧物与0.5g二苯基硼酸混合均匀得到第一混合物；
S3、向第一混合物中加入120g质量浓度为25％氨水，搅拌均匀并静置，水洗沉淀物后干燥并与20g镍放置于马弗炉中250℃煅烧2h，得到第一煅烧物；
S31、将第一煅烧物放入挤出机中挤成直径为2mm的条状，然后再将条状第一煅烧物编织成1cm*2cm的网状；
S4、将网状第一煅烧物的表面均匀电镀10g银得到催化剂；
S5、将催化剂放入质量浓度为80％的过氧化氢溶液中浸渍10s；
S6、将浸过过氧化氢溶液的催化剂烘干后得到进一步处理后的催化剂。
实施例6
一种催化剂，通过如下方法制备：
S1、将3g三氧化二铝在10g质量浓度为7％的盐酸溶液中浸泡70min，用去离子水多次洗涤至中性后，放置在120℃的烘箱内烘干10min，然后在150℃焙烧30min，得到第一焙烧物；S2、将第一焙烧物与0.5g二苯基硼酸混合均匀得到第一混合物；
S3、向第一混合物中加入120g质量浓度为25％氨水，搅拌均匀并静置，水洗沉淀物后干燥并与20g镍放置于马弗炉中250℃煅烧2h，得到第一煅烧物；
S31、将第一煅烧物放入挤出机中挤成直径为2mm的条状，然后再将条状第一煅烧物编织成1cm*2cm的网状；
S4、将网状第一煅烧物的表面均匀电镀10g银得到催化剂；
S5、将5g尿素加入100g质量浓度为80％的过氧化氢溶液中搅拌均匀，然后将催化剂放入尿素-过氧化氢溶液中浸渍10s；
S6、将浸过尿素-过氧化氢溶液的催化剂烘干后得到进一步处理后的催化剂。
实施例7
一种催化剂，与实施例6的不同之处在于，三氧化二铝的质量为1g。
实施例8
一种催化剂，与实施例6的不同之处在于，三氧化二铝的质量为4g。
实施例9
一种催化剂，与实施例6的不同之处在于，二苯基硼酸的质量为0.3g。
实施例10
一种催化剂，与实施例6的不同之处在于，二苯基硼酸的质量为1g。
实施例11
一种催化剂，与实施例6的不同之处在于，过氧化氢的浓度为30％。
实施例12
一种催化剂，与实施例6的不同之处在于，过氧化氢的浓度为90％。
实施例13
一种催化剂，与实施例6的不同之处在于，尿素的质量为2g。
实施例14
一种催化剂，与实施例6的不同之处在于，尿素的质量为12g。
实施例15
一种催化剂，与实施例6的不同之处在于，将10g银和第一煅烧物放入挤出机中挤成直径为2mm的条状，然后再将条状第一煅烧物编织成1cm*2cm的网状。
对比例
对比例1
一种催化剂，与实施例1的不同之处在于，没有加入助催化剂。
对比例2
一种催化剂，为市售镍系催化剂。
对比例1-2的制备方法与实施例1-15相同。
性能检测试验
针对本申请实施例1-15和对比例1-2提供的催化剂，进行如下的性能检测：
催化分解速率测试：将浓度为90％的40g过氧化氢放置在250ml烧杯中，并将盛有过氧化氢的烧杯放置在电子秤(精度至0.1g)上，分别取1cm*2cm实施例1-15对比例1-2制备的催化剂，用镊子将催化剂放入烧杯使其充分浸入到过氧化氢溶液中，试样接触液面开始计时，记录烧杯中过氧化氢质量减少20g的所消耗的时间，按如下公式计算：
式中：
r——催化分解速度(g/s)；
m——过氧化氢减少的质量(g)(m＝20.0)；
t——过氧化氢质量减少20.0g所消耗的时间(s)。
催化损耗率测试：在催化分解速率测试前称量催化剂的重量，在催化分解速率测试检测后，将催化剂取出并用去离子水反复冲洗后烘干，称量催化剂的重量，按如下公式计算：
式中：
A——催化损耗率(％)；
m1——反应前催化剂的质量(g)；
m2——反应后催化剂的质量(g)；
其中，每个实施例和对比例分别取3块催化剂，测量结果取平均值。
具体测试结果见表2。
表2性能测试结果
通过实施例1-15和对比例1-2的数据对比可以看出，本申请的催化剂通过引入镍和银，再将镍和银与载体和助催化剂结合形成双层结构的催化剂，提高了催化剂与过氧化氢的接触面积以及机械强度，操作方便，成本低廉，提高了催化剂的催化效率的同时也利于催化剂的回收使用。
根据表2中实施例1与对比例1的实验数据对比可知，二甲基硼酸具有大体积配位阴离子，能够加速过氧化氢的分解，提高催化剂对过氧化氢的分解速度。
根据表2中实施例1与实施例15和对比例6的实验数据对比可知，将银电镀在第一煅烧物表面可以增大银的比表面积，进而提高催化剂对过氧化氢的催化效率；相对于市售镍系催化剂，本申请制备的催化剂的催化分解速率以及催化损耗率均大于市售镍系催化剂。
根据表2中实施例6与实施例3的实验数据对比可知，催化剂制作为网状后能够提高催化剂与过氧化氢的接触面积，从而提高了催化剂对过氧化氢的催化效率。
根据表2中实施例6与实施例4-5的实验数据对比可知，进一步处理后的催化剂表面银层变的粗糙，提高了催化剂的比表面积，提高了催化反应中过氧化氢与催化剂的接触，提高了催化剂对过氧化氢的催化效率；进一步处理时，尿素能够促进镍上的电镀银还原，提高了催化剂的可重复利用性以及催化剂的稳定性，降低了催化损耗率。
根据表2中实施例6与实施例7-8的实验数据对比可知，当三氧化二铝的含量较低时，第一煅烧物内的物质分散性降低，第一煅烧物的机械强度和热稳定性均下降，使催化剂在催化反应过程中容易出现断裂，分散在过氧化氢中，当催化反应结束时，难以对催化剂进行收集，降低了催化剂的重复使用性；当三氧化二铝的含量较高时，第一煅烧物的机械强度过高，对催化剂进行进一步处理时难以冲蚀到第一煅烧物，催化剂的催化分解速率有所下降。
根据标2中实施例6实施例9-10的实验数据对比可知，当二苯基硼酸的含量较低时，二苯基硼酸在催化反应时释放的配位阴离子较少，催化剂的催化分解速率有所下降，当二苯基硼酸的含量较高时，容易阻碍其余成分曾参与催化反应，从而降低催化剂的催化分解速率。
根据表2中实施例6与实施例11-12的实验数据对比可知，当对催化剂进行进一步处理时的过氧化氢浓度较低时，过氧化氢对催化剂表面的冲蚀度较低，降低了催化反应时催化剂与过氧化氢的接触面积，从而影响催化剂的催化分解速率；当催化剂进一步处理时过氧化氢浓度较高时，过氧化氢对催化剂表面的冲蚀度较高，提高了催化剂的催化反应速率，但是影响了催化剂的还原，提高了催化剂在催化反应中的催化损耗率。
根据表2中实施例6与实施例13-14的实验数据对比可知，当对催化剂进行进一步处理时的尿素含量过低时，尿素对电镀银的还原能力有所降低，导致催化剂在催化反应过程中的损耗较大，提高了催化剂的催化损耗率；当催化剂进行进一步处理时的尿素含量过高时，加速了尿素对电镀银的还原，虽降低了催化剂的催化损耗率，但是降低了催化剂的表面积，进一步降低了催化剂的催化分解速率。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种催化剂，其特征在于，由包括如下重量份的原料制成：
镍15份-25份；
银7份-15份；
载体1-4份；
助催化剂0.3-1份。
2.根据权利要求1所述的一种催化剂，其特征在于，所述载体包括三氧化二铝、碳化硅以及活性炭中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种催化剂，其特征在于，所述助催化剂包括甲基铝氧烷以及二苯基硼酸的一种。
4.一种催化剂的制备方法，用于制备权利要求1-3任一项所述的催化剂，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将所述载体酸处理后用去离子水洗涤至中性，干燥后焙烧，得到第一焙烧物；
S2、将所述第一焙烧物与助催化剂混合得到第一混合物；
S3、向第一混合液中加入氨水，搅拌均匀并静置，水洗沉淀物后干燥并与镍煅烧，得到第一煅烧物；
S4、将所述第一煅烧物的表面电镀银，得到所述催化剂。
5.根据权利要求4所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S3完成后，还包括以下步骤：
S31、将所述第一煅烧物挤条成型，再将所述条状第一煅烧物编织成网状。
6.根据权利要求4或5所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂进行进一步处理，所述催化剂的进一步处理步骤如下：
S5、将所述催化剂浸入过氧化氢溶液中；
S6、将浸过过氧化氢溶液的所述催化剂烘干后得到进一步处理后的催化剂。
7.根据权利要求6所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于，所述过氧化氢溶液的质量浓度为30%-90%。
8.根据权利要求6所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于，在催化剂浸入过氧化氢溶液前，向所述过氧化氢溶液中加入尿素，并搅拌均匀，所述尿素与过氧化氢的质量比为（0.05-0.3）：1。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种催化剂在过氧化氢分解反应中的应用。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1914231A (zh) * | 2004-02-06 | 2007-02-14 | 巴塞尔聚烯烃有限公司 | 用于聚合反应的负载的催化剂的制备 |
| US20130028810A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-01-31 | Karandikar Bhalchandra M | Two Part Oxygen Generating System |
| CN103168088A (zh) * | 2010-10-06 | 2013-06-19 | 埃克塞鲁斯公司 | 由乙烯和异丁烷生产高辛烷值烷基化物 |
| CN106928379A (zh) * | 2015-12-31 | 2017-07-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 聚烯烃用复合载体的制备方法及复合载体的应用 |
| RU2630956C1 (ru) * | 2016-09-06 | 2017-09-15 | Виталий Юрьевич Хатьков | Способ получения оксидно-никелевого катализатора |
| CN110013852A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-16 | 营口理工学院 | 一种基于催化与裂化燃油的吸附脱硫催化剂及其制备方法 |
| CN110152682A (zh) * | 2018-03-30 | 2019-08-23 | 铜仁学院 | 一种有机废水臭氧氧化催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112447991A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-05 | 江苏优尚环境工程有限公司 | 一种甲醇分解制热催化剂及其制备方法 |
-
2022
- 2022-08-18 CN CN202210991363.0A patent/CN115501887B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1914231A (zh) * | 2004-02-06 | 2007-02-14 | 巴塞尔聚烯烃有限公司 | 用于聚合反应的负载的催化剂的制备 |
| CN103168088A (zh) * | 2010-10-06 | 2013-06-19 | 埃克塞鲁斯公司 | 由乙烯和异丁烷生产高辛烷值烷基化物 |
| US20130028810A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-01-31 | Karandikar Bhalchandra M | Two Part Oxygen Generating System |
| CN106928379A (zh) * | 2015-12-31 | 2017-07-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 聚烯烃用复合载体的制备方法及复合载体的应用 |
| RU2630956C1 (ru) * | 2016-09-06 | 2017-09-15 | Виталий Юрьевич Хатьков | Способ получения оксидно-никелевого катализатора |
| CN110152682A (zh) * | 2018-03-30 | 2019-08-23 | 铜仁学院 | 一种有机废水臭氧氧化催化剂及其制备方法和应用 |
| CN110013852A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-16 | 营口理工学院 | 一种基于催化与裂化燃油的吸附脱硫催化剂及其制备方法 |
| CN112447991A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-05 | 江苏优尚环境工程有限公司 | 一种甲醇分解制热催化剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 周星等: ""过氧化氢分解用镀银网催化剂研究"", 《火箭推进技术学术会议论文集》, pages 351 - 353 * |
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