一种用于去除大气环境中氮氧化物复合纳米催化材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于去除大气环境中氮氧化物复合纳米催化材料的制备方法，属于催化材料制备及污染气体防治的环境保护技术领域。本发明专利技术以硫酸氧钛为钛源，以其可溶于水的特性与铜离子实现均匀混合，通过Ph的调节，实现铜复合氧化钛前驱体的制备，通过控制双氧水的量、二次铜离子的引入以及还原剂的控制，制备了纳米铜

【技术实现步骤摘要】
一种用于去除大气环境中氮氧化物复合纳米催化材料的制备方法


[0001]专利技术属于催化材料制备及污染气体防治的环境保护领域，具体涉及一种用于去除大气环境中氮氧化物复合纳米催化材料的制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业化、城镇化的深入推进，化石能源的大量消耗增加了氮氧化物等有害气体的排放，产生了严重的环境问题。氮氧化物的过度排放不仅直接对皮肤和呼吸系统产生强烈的刺激和伤害，还会参与酸雨、光化学烟雾、臭氧以及雾霾的形成，间接对环境造成危害。同时，氮氧化物也是形成二次气溶胶的重要前驱物之一。因此，如何减少大气中的氮氧化物含量成为治理环境污染的关键问题。目前，主要采取从源头上控制氮氧化物排放量来缓解此问题，如选择性催化还原、高温/催化燃烧或低温冷凝等控制技术降低工业生产过程排放的氮氧化物。在加强源头减排的同时，应积极开发合适的新技术手段处理已排放至大气环境中的NOx已迫在眉睫。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种用于去除大气环境中氮氧化物复合纳米催化材料的制备方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]步骤1：将硫酸氧钛和可溶性铜盐按100：1～20的摩尔比依次加入水中溶解得到硫酸氧钛浓度为10g/L～150g/L混合溶液；
[0006]步骤2：向混合溶液中加碱性溶液沉淀剂，调节Ph值至8
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9，对沉淀物进行离心，水洗得到Cu@Cu
2+
/TiO2复合催化剂前驱体；
[0007]步骤3：取Cu@Cu
2+
/TiO2复合催化剂前驱体与双氧水按Cu@Cu
2+
/TiO2复合催化剂前驱体中Ti原子与双氧水的摩尔比为1：1
‑
2混合，然后再按Cu@Cu
2+
/TiO2复合催化剂前驱体中Ti原子与可溶性铜盐摩尔比为1
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10：1向其中加入可溶性铜盐的水溶液混合分散得到Cu@Cu
2+
/TiO2复合催化剂前驱体浓度为10
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100g/L混合溶液，然后将混合溶液移入水热反应釜进中行水热反应；
[0008]步骤4：反应结束后从水热反应釜中移出产物，对沉淀物进行离心，水洗后，按铜原子与还原剂摩尔比为1：1
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2向其中加入还原剂，加热至100℃后保温2
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4小时，得到纳米铜
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铜离子参杂二氧化钛复合纳米催化材料。
[0009]所述可溶性铜盐为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜中的一种或任意比例的混合物。
[0010]所述步骤1是将硫酸氧钛和可溶性铜盐依次加入35℃～40℃的水中机械搅拌溶解。
[0011]所述步骤2的碱性溶液沉淀剂为氨水或氢氧化钠。
[0012]所述步骤3的水热反应温度为120℃，水热反应时间为3
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6小时。
[0013]所述步骤4的所述还原剂为硼氢化钠。
[0014]本专利技术以硫酸氧钛为钛源，以其可溶于水的特性与铜离子实现均匀混合，通过Ph的调节，实现铜复合氧化钛前驱体的制备，通过控制双氧水的量、二次铜离子的引入以及还原剂的控制，制备了纳米铜
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铜离子参杂二氧化钛复合纳米催化材料的合成。本专利技术制备的复合催化剂为纳米铜@铜离子参杂二氧化钛复合结构，其具有大比表面积(132.5m2/g)及丰富的高活性催化位点，在室外常温下具有比单纯二氧化钛更为高效的NOx催化转化活性(84％)，从而可以实现去除大气环境中氮氧化物的功能。
附图说明
[0015]图1是本专利技术制备的纳米铜
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铜离子参杂二氧化钛复合纳米催化材料的透射电镜。
[0016]图2是本发制备的纳米铜
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铜离子参杂二氧化钛复合纳米催化材料N2吸附－脱附等温线及其孔径分布线。
[0017]图3是本专利技术制备的纳米铜
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铜离子参杂二氧化钛复合纳米催化材料可见光下NO净化曲线对比图。
具体实施方式
[0018]下面结合实施例对本专利技术做进换，一步详细说明。
[0019]实施例1
[0020]步骤1：将硫酸氧钛和可溶性铜盐氯化铜按100：5的摩尔比依次加入35℃的水中机械搅拌溶解得到硫酸氧钛浓度为13g/L混合溶液；
[0021]步骤2：向混合溶液中加入氨水做为沉淀剂，调节Ph值至8，对沉淀物进行离心，水洗得到Cu@Cu
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/TiO2复合催化剂前驱体；
[0022]步骤3：取Cu@Cu
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/TiO2复合催化剂前驱体与双氧水按Cu@Cu
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/TiO2复合催化剂前驱体中Ti原子与双氧水的摩尔比为1：1混合，然后再按Cu@Cu
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/TiO2复合催化剂前驱体中Ti原子与可溶性铜盐摩尔比为3：1向其中加入可溶性铜盐的水溶液混合分散得到Cu@Cu
2+
/TiO2复合催化剂前驱体浓度为50g/L混合溶液，然后将混合溶液移入水热反应釜中在120℃水热反应3小时；
[0023]步骤4：反应结束后从水热反应釜中移出产物，对沉淀物进行离心，水洗后，按铜原子与还原剂摩尔比为1：1向其中加入还原剂硼氢化钠，加热至100℃后保温2小时，得到纳米铜
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铜离子参杂二氧化钛复合纳米催化材料。
[0024]实施例2
[0025]步骤1：将硫酸氧钛和可溶性铜盐硫酸铜按100：10的摩尔比依次加入38℃的水中机械搅拌溶解得到硫酸氧钛浓度为10g/L混合溶液；
[0026]步骤2：向混合溶液中加入氢氧化钠做为沉淀剂，调节Ph值至8，对沉淀物进行离心，水洗得到Cu@Cu
2+
/TiO2复合催化剂前驱体；
[0027]步骤3：取Cu@Cu
2+
/TiO2复合催化剂前驱体与双氧水按Cu@Cu
2+
/TiO2复合催化剂前驱体中Ti原子与双氧水的摩尔比为1：1.8混合，然后再按Cu@Cu
2+
/TiO2复合催化剂前驱体中Ti原子与可溶性铜盐摩尔比为8：1向其中加入可溶性铜盐的水溶液混合分散得到Cu@Cu
2+
/TiO2复合催化剂前驱体浓度为80g/L混合溶液，然后将混合溶液移入水热反应釜中在120℃
水热反应5小时；
[0028]步骤4：反应结束后从水热反应釜中移出产物，对沉淀物进行离心，水洗后，按铜原子与还原剂摩尔比为1：2向其中加入还原剂硼氢化钠，加热至100℃后保温3小时，得到纳米铜
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铜离子参杂二氧化钛复合纳米催化材料。
[0029]实施例3
[0030]步骤1：将硫酸氧钛和可溶性铜盐硝酸铜按100：15的摩尔比依次加入40℃的水中机械搅拌溶解得到硫酸氧钛浓度为15g/L混合溶液；
[0031]步骤2：向混合溶液中加入氨水做为沉淀剂，调节Ph值至8，对沉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于去除大气环境中氮氧化物复合纳米催化材料的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将硫酸氧钛和可溶性铜盐按100：1～20的摩尔比依次加入水中溶解得到硫酸氧钛浓度为10g/L～150g/L混合溶液；步骤2：向混合溶液中加碱性溶液沉淀剂，调节Ph值至8
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9，对沉淀物进行离心，水洗得到Cu@Cu
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/TiO2复合催化剂前驱体；步骤3：取Cu@Cu
2+
/TiO2复合催化剂前驱体与双氧水按Cu@Cu
2+
/TiO2复合催化剂前驱体中Ti原子与双氧水的摩尔比为1：1
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2混合，然后再按Cu@Cu
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/TiO2复合催化剂前驱体中Ti原子与可溶性铜盐摩尔比为1
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10：1向其中加入可溶性铜盐的水溶液混合分散得到Cu@Cu
2+
/TiO2复合催化剂前驱体浓度为10
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100g/L混合溶液，然后将混合溶液移入水热反应釜进中行水热反应；步骤4：反应结束后从水热反应釜中移出...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，孙东峰，余愿，
申请(专利权)人：陕西净豹新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：