專利名稱：一種凹凸棒土負載納米金催化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種在凹凸棒土上負載納米金催化劑的制備方法。
背景技術(shù)：
臭氧是一種強氧化性氣體，環(huán)境中臭氧超過一定濃度就會對人體健康產(chǎn)生危害?，F(xiàn)在許多辦公或家用電器，如打印機、復(fù)印機、臭氧消毒柜、空氣凈化器等也會釋放臭氧，因此臭氧對人體的危害越來越嚴重，必須要對這些有害氣體進行處理。目前，對臭氧最有效的處理方法是催化分解。活性炭、活性炭纖維本身對臭氧具有一定的催化分解作用，是一種較為常用的、便宜的臭氧分解催化劑的載體材料。但是活性炭和炭纖維的抗?jié)衲芰Σ?，當作為臭氧分解催化劑的載體材料時，大大減少了催化劑的使用時間，例如，在相對濕度50%、速度1.52cm/s的條件下，采用活性炭做載體的催化劑對濃度為120ppb的臭氧進行催化分解，其分解效率在不到100分鐘內(nèi)就從100%降低到不足20%，因此使得活性炭的推廣應(yīng)用受到了限制。凹凸棒土，又稱坡縷石，是以凹凸棒石礦物為特征組分的粘土，它是一種鏈層狀結(jié)構(gòu)的含水鎂鋁硅酸鹽礦物，在礦物學(xué)分類上率屬于海藻泡石族。凹凸棒土晶體呈棒狀。纖維狀，長500 5000nm，寬50 150nm，屬于納米粉體材料。凹凸棒土廉價易得，儲量豐富，比表面積較大，耐高溫，表現(xiàn)出優(yōu)異的納米效應(yīng)、吸附活性和化學(xué)活性，特別是具有優(yōu)異的抗水性能，非常適合應(yīng)用于濕度條件下的催化劑載體材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提出一種凹凸棒土負載納米金催化劑的制備方法，該催化劑能在濕度條件下有效地分解空氣中低濃度的臭氧。一種凹凸棒土負載納米金催化劑的制備方法，包括以下步驟配制活性組分浸潰溶液，在所述浸潰溶液中加入至少一種有機酸保護劑，并調(diào)節(jié)所述浸潰溶液的PH值以接近凹凸棒土載體的等電點；將凹凸棒土載體快速均勻地放入所述浸潰溶液之中并進行機械攪拌或超聲混合，靜置后過濾、洗滌、干燥、焙燒還原，得到凹凸棒土負載納米金催化劑。一種凹凸棒土負載納米金催化劑的制備方法，所述的浸潰溶液的pH值調(diào)節(jié)至1. O 5. O。—種凹凸棒土負載納米金催化劑的制備方法，所述有機酸保護劑包括如富馬酸、天冬氨酸或碘乙酸。一種凹凸棒土負載納米金催化劑的制備方法，所述浸潰溶液中保護劑與金的摩爾比為100 1 1:1ο一種凹凸棒土負載納米金催化劑的制備方法，所述的催化劑載體與活性組分金的質(zhì)量比為1000 1 10 :1。一種凹凸棒土負載納米金催化劑的制備方法，所述焙燒還原是在氫氣氣氛中，150 300°C下焙燒還原30 90min。與現(xiàn)有技術(shù)先比，本發(fā)明所制得的一種凹凸棒土負載納米金催化劑的活性組分金高度分散在載體凹凸棒土上，具有很好的抗?jié)衲芰?，在濕度條件下具有優(yōu)異的臭氧催化分解性能。
具體實施例方式測試條件為臭氧初始濃度70mg/m3,氣體流量5L/min,催化劑床層厚度8mm,空速UOOOOtT1，接觸時間O. 03s，室溫，濕度45±5%，催化劑用量1. 5g。實施例一以富馬酸為保護劑制備凹凸棒土負載納米金催化劑將O. 0523g 氯金酸(HAuCl4 ·4Η20)與 O. 074g 富馬酸[ C2H2 (COOH)2]配制 IOOmL Au元素含量為O. 25g/L的浸潰液。用IM NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值至4. 5，將5g凹凸棒土浸潰到溶液中，超聲分散30min,靜置2min后過濾,用熱水洗漆至無Cl_檢出，在300°C下用H2焙燒還原60min，即制得凹凸棒土負載納米金催化劑。催化劑應(yīng)用于臭氧催化分解性能，在反應(yīng)800min后，臭氧去除率依舊保持在98%以上。實施例二以富馬酸為保護劑制備凹凸棒土負載納米金催化劑將O.1g 氯金酸(HAuCl4 ·4Η20)與1. 47g 富馬酸[C2H2 (COOH)2]配制 IOOmL Au 元素含量為O. 5g/L的浸潰液。用IM NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值至3，將8g凹凸棒土浸潰到溶液中，超聲分散30min，靜置2min后過濾，用熱水洗滌至無Cr檢出，在300°C下用H2焙燒還原50min，即制得凹凸棒土負載納米金催化劑。催化劑應(yīng)用于臭氧催化分解性能，在反應(yīng)SOOmin后，臭氧去除率依舊保持在98%以上。實施例三以富馬酸為保護劑制備凹凸棒土負載納米金催化劑將O. 167g 氯金酸(HAuCl4 · 4H20)與 4. 71g 富馬酸[C2H2 (COOH)2]配制 IOOmL Au元素含量為O. 8g/L的浸潰液。用IM NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值至2，將3g凹凸棒土浸潰到溶液中，超聲分散30min，靜置2min后過濾，用熱水洗滌至無Cl_檢出，在280°C下用H2焙燒還原40min，即制得凹凸棒土負載納米金催化劑。催化劑應(yīng)用于臭氧催化分解性能，在反應(yīng)800min后，臭氧去除率依舊保持在98%以上。
權(quán)利要求
1.一種凹凸棒土負載納米金催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟配制活性組分浸潰溶液，在所述浸潰溶液中加入至少一種有機酸保護劑，并調(diào)節(jié)所述浸潰溶液的pH 值以接近凹凸棒土載體的等電點；將凹凸棒土載體快速均勻地放入所述浸潰溶液之中并進行機械攪拌或超聲混合，靜置后過濾、洗滌和干燥，然后進行焙燒還原得到凹凸棒土負載納米金催化劑。
2.如權(quán)利要求1所述的一種凹凸棒土負載納米金催化劑的制備方法，其特征在于，調(diào)節(jié)所述浸潰溶液的pH值至1. O 5. O。
3.如權(quán)利要求1所述的一種凹凸棒土負載納米金催化劑的制備方法，其特征在于，所述有機酸保護劑包括富馬酸、天冬氨酸或碘乙酸。
4.如權(quán)利要求1所述的一種凹凸棒土負載納米金催化劑的制備方法，其特征在于，所述浸潰溶液中有機酸保護劑金摩爾比為100 :1 1:1。
5.如權(quán)利要求1所述的一種凹凸棒土負載納米金催化劑的制備方法，其特征在于，載體金質(zhì)量比為1000 :1 10 :1。
6.如權(quán)利要求1所述的一種凹凸棒土負載納米金催化劑的制備方法，其特征在于，所述焙燒還原為氫氣氣氛中，在150 300°C下焙燒還原30 90min。
全文摘要
本發(fā)明提出一種能夠有效地分解空氣中低濃度臭氧的納米金催化劑，包括凹凸棒土載體和活性組分金。催化劑制備方法包括配制活性組分浸漬溶液，在所述浸漬溶液中加入至少一種有機酸保護劑，并調(diào)節(jié)所述浸漬溶液的pH值以接近凹凸棒土載體的等電點；將凹凸棒土載體快速均勻地放入所述浸漬溶液之中并進行機械攪拌或超聲混合，靜置后過濾、洗滌、干燥、焙燒還原，得到凹凸棒土負載金催化劑。本發(fā)明的催化劑具有很好抗水性能，能夠有效地分解空氣中低濃度的臭氧，在800min內(nèi)臭氧的去除率保持在98%以上。
文檔編號B01J23/52GK103007933SQ20121053880
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者銀鳳翔, 李國儒, 陳標華, 王亮 申請人:北京化工大學(xué)常州先進材料研究院