化率就達(dá)到了 93%。使用本方法制得的催化劑對甲醛的催化氧化能力對比三維α-晶型二氧化錳材料有了很大的提升。其中，對甲醛的催化氧化反應(yīng)是在內(nèi)徑為4_的固定床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，催化劑的填裝量為50mg，進(jìn)入固定床的反應(yīng)氣體為含有甲醛濃度為300ppm的空氣，氣體流速為30mL/min，反應(yīng)溫度為30?90。。。
[0044]實(shí)施例2
[0045]一種二氧化錳載銀納米粒子材料的制備方法，包括如下步驟:
[0046](I)配制檸檬酸銀和檸檬酸鈉的混合溶液300mL ;混合溶液中檸檬酸銀和檸檬酸鈉的濃度分別為 0.00208mol/L 和 0.00625mol/L ；
[0047](2)加入0.674g的三維α -晶型二氧化錳(空心刺猬狀二氧化錳微米球)到步驟
(I)制得的混合溶液中，攪拌并超聲分散均勻，得到懸濁液；
[0048](3)加入0.002mol的硼氫化鈉到步驟⑵制得的懸濁液中并快速攪拌，接著在壓力為-0.1Mpa與溫度為50°C的條件下攪拌40h ;將懸濁液取出放置自然冷卻至室溫后進(jìn)行抽濾洗滌，所得濾餅于80°C烘箱中干燥1h ;
[0049](4)將步驟(3)干燥后的材料放入馬弗爐中于300°C條件下灼燒4h，制得第二種負(fù)載有銀納米粒子的三維二氧化錳新材料(即所述二氧化錳載銀納米粒子材料)，其中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23.6%，二氧化猛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為76.4%。
[0050]本實(shí)施例所制得的二氧化錳載銀納米粒子材料樣品透射電鏡圖如圖2所示，掃描電鏡圖如圖3所示。從圖1與圖2對比可知，刺猬狀三維α -晶型二氧化錳微米球球面突出的納米棒表面光滑清晰，當(dāng)用本發(fā)明方法負(fù)載上銀納米粒子后，納米棒表面上均勻負(fù)載有豐富的銀納米粒子。從圖3可知，使用本方法負(fù)載銀納米粒子后刺猬狀三維α-晶型二氧化錳微米球的形狀并未被破壞，與負(fù)載前的形貌無差異，形貌保持穩(wěn)定。
[0051]從本實(shí)施例所制得的二氧化錳載銀納米粒子材料樣品透射電鏡圖經(jīng)過測量統(tǒng)計(jì)得出的銀納米粒徑分布圖如圖4所示，銀納米粒子的粒徑分布符合正態(tài)分布，平均粒徑約為3.7±1.18nm，粒徑分布均一且都較小，為甲醛提供更多的活性位點(diǎn)，因此催化性能得以提升。該樣品在70 0C時甲醛轉(zhuǎn)化率為45 %，在90 °C時甲醛轉(zhuǎn)化率為95 %。對甲醛的催化氧化反應(yīng)條件同實(shí)施例1。
[0052]實(shí)施例3
[0053]一種二氧化錳載銀納米粒子材料的制備方法，包括如下步驟:
[0054](I)配制硝酸銀和檸檬酸鈉的混合溶液300mL ;混合溶液中硝酸銀和檸檬酸鈉的濃度均為 0.00625mol/L ；
[0055](2)加入0.674g的一維α -晶型二氧化錳(二氧化錳納米線)到步驟⑴制得的混合溶液中，攪拌并超聲分散均勻，得到懸濁液；
[0056](3)加入0.002mol的水合肼到步驟⑵制得的懸濁液中并快速攪拌，接著在壓力為-0.1Mpa與溫度為50°C的條件下攪拌40h ;將懸濁液取出放置自然冷卻至室溫后進(jìn)行抽濾洗滌，所得濾餅于80°C烘箱中干燥1h ;
[0057](4)將步驟(3)干燥后的材料放入馬弗爐中于300°C條件下灼燒4h，制得第二種負(fù)載有銀納米粒子的一維二氧化錳新材料(即所述二氧化錳載銀納米粒子材料)，其中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.1%，二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為74.9%。
[0058]該樣品在70°C時甲醛轉(zhuǎn)化率為75%，在90°C時甲醛轉(zhuǎn)化率為100%。對甲醛的催化氧化反應(yīng)條件同實(shí)施例1。
[0059]實(shí)施例4
[0060]一種二氧化錳載銀納米粒子材料的制備方法，包括如下步驟:
[0061 ] (I)配制硝酸銀和檸檬酸鈉的混合溶液40mL ;混合溶液中醋酸銀和檸檬酸鈉的濃度均為 0.05mol/L ；
[0062](2)加入0.674g的一維β -晶型二氧化錳(二氧化錳納米棒)到步驟⑴制得的混合溶液中，攪拌并超聲分散均勻，得到懸濁液；
[0063](3)加入0.007mol的抗壞血酸到步驟⑵制得的懸濁液中并快速攪拌，接著在壓力為-0.09Mpa與溫度為60°C的條件下攪拌3h ;將懸濁液取出放置自然冷卻至室溫后進(jìn)行抽濾洗滌，所得濾餅于160°C烘箱中干燥5h ;
[0064](4)將步驟(3)干燥后的材料放入馬弗爐中于500°C條件下灼燒lh，制得第二種負(fù)載有銀納米粒子的一維二氧化錳新材料(即所述二氧化錳載銀納米粒子材料)，其中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.3%，二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80.7%。
[0065]該樣品在70°C時甲醛轉(zhuǎn)化率為64%，在90°C時甲醛轉(zhuǎn)化率為91%。對甲醛的催化氧化反應(yīng)條件同實(shí)施例1。
[0066]實(shí)施例5
[0067]一種二氧化錳載銀納米粒子材料的制備方法，包括如下步驟:
[0068](I)配制硝酸銀和檸檬酸鈉的混合溶液700mL ;混合溶液中硝酸銀和PVP的濃度均為 0.001mol/L ；
[0069](2)加入0.674g的一維β -晶型二氧化錳(二氧化錳納米棒)到步驟⑴制得的混合溶液中，攪拌并超聲分散均勻，得到懸濁液；
[0070](3)加入0.0009mol的甲醛到步驟⑵制得的懸濁液中并快速攪拌，接著在壓力為-0.09Mpa與溫度為40°C的條件下攪拌20h ;將懸濁液取出放置自然冷卻至室溫后進(jìn)行抽濾洗滌，所得濾餅于50°C烘箱中干燥12h ;
[0071](4)將步驟(3)干燥后的材料放入馬弗爐中于200°C條件下灼燒6h，制得第二種負(fù)載有銀納米粒子的一維二氧化錳新材料(即所述二氧化錳載銀納米粒子材料)，其中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.1%，二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92.9%。
[0072]該樣品在70°C時甲醛轉(zhuǎn)化率為37%，在90°C時甲醛轉(zhuǎn)化率為85%。對甲醛的催化氧化反應(yīng)條件同實(shí)施例1。
[0073]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種二氧化猛載銀納米粒子材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)配制銀鹽和穩(wěn)定劑的混合溶液； (2)將二氧化錳載體加入到步驟(I)制得的混合溶液中，攪拌2?1min后，超聲分散5s?2min，再攪拌5?20min，得到懸池液； (3)將還原劑溶液加入到步驟(2)制得的懸濁液中，在-0.09?-0.1Mpa壓力與40?80°C溫度下攪拌I?40h，然后于室溫下冷卻，過濾，清洗3?7次，在50?160 °C下烘干5 ?12h ; (4)將步驟(3)中得到的產(chǎn)品于200?520°C灼燒I?9h，得到所述二氧化錳載銀納米粒子材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的混合溶液中銀鹽的濃度為0.001?0.05mol/L，穩(wěn)定劑的濃度為0.001?0.05mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的銀鹽為醋酸銀、檸檬酸銀、六氟銻酸銀和硝酸銀中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的穩(wěn)定劑為聚乙烯吡咯烷酮、檸檬酸鈉、十二烷基磺酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉中的一種，所述穩(wěn)定劑的添加量與銀鹽摩爾比為0.5?5:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述的二氧化錳為α-晶型二氧化錳、β -晶型二氧化錳和γ-晶型二氧化錳中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述的二氧化錳為一維二氧化錳納米線、一維的二氧化錳納米棒和三維空心二氧化錳微球中的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的還原劑溶液中的還原劑為硼氫化鈉、抗壞血酸、水合肼、甲醛和檸檬酸鈉中的一種。
8.一種二氧化錳載銀納米粒子材料，由權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)所述的制備方法獲得，該二氧化錳載銀納米粒子材料中銀的質(zhì)量百分比為I?40%，二氧化錳的質(zhì)量百分比為60?99%。
9.權(quán)利要求8所述的二氧化錳載銀納米粒子材料在甲醛催化氧化中應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述二氧化錳載銀納米粒子材料在對甲醛的催化氧化反應(yīng)是在內(nèi)徑為4_的固定床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，二氧化錳載銀納米粒子材料的填裝量為50mg，進(jìn)入固定床的反應(yīng)氣體為含有甲醛濃度為300ppm的空氣，氣體流速為30mL/min，反應(yīng)溫度為30?90°C。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二氧化錳載銀納米粒子材料的制備方法和應(yīng)用。所述制備方法包括以下步驟：將二氧化錳分散至銀的前驅(qū)體溶液中，用還原法將銀納米粒子均勻負(fù)載于二氧化錳載體上，洗滌，在50～160℃下烘干；在200～520℃灼燒1～9h，即可制得所述二氧化錳載銀納米粒子材料。二氧化錳載體可為一維二氧化錳納米線、一維的二氧化錳納米棒和三維空心二氧化錳微球中的任意一種。本發(fā)明制備方法簡單，普適性強(qiáng)，周期短，負(fù)載量可控，載體形貌在負(fù)載量很大時依然沒有被破壞，負(fù)載均勻，成本低；所制的催化劑在低溫下可將甲醛完全催化氧化成為無害的CO2和H2O。
【IPC分類】B01D53-90, B01J23-68, B01D53-72
【公開號】CN104874397
【申請?zhí)枴緾N201510154820
【發(fā)明人】胡建強(qiáng), 楊振前, 陳永祥, 彭俊英, 鄧修龍
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年4月2日