三维有序大孔结构Ag微米束/Eu0.6Sr0.4FeO3复合催化剂、制备及应用，属于复合催化剂技术领域。Ag纳米粒子聚集成微米束状负载在载体Eu0.6Sr0.4FeO3表面上，复合催化剂表现为纯钙钛矿相。按AgNO3与PVP结构单元摩尔比为2∶3配制1mmol/L-5mmol/L的AgNO3溶液，并调节pH值为8～9；制备NaBH4溶液，AgNO3浓度为NaBH4浓度的1/2；将3DOM?Eu0.6Sr0.4FeO3浸渍到AgNO3溶液中，按AgNO3与NaBH4摩尔比为1∶2量加入NaBH4溶液；采用超超声波辅助膜还原法在室温下使两种溶液在管式膜反应器接触反应生成纳米Ag溶胶，反应完成后，过滤并在室温下干燥，即可。负载后样品对甲苯氧化反应在显示出更加优良的催化性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三维有序大孔结构的负载型复合催化剂Ag微米束/Eua J5Sra4FeO3,通过超声波辅助膜还原法原位制备负 载Ag微米束的、三维有序大孔结构的钙钛矿型复合氧化物Eua6Sra4FeO3的制备方法，及其在催化燃烧消除易挥发性有机污染物(VOCs)方面的应用，属于复合催化剂
技术介绍
催化氧化法是最有效的治理环境污染气体-挥发性有机物(VOCs)的手段之一。钙钛矿型氧化物(ABO3)是一类在A、B阳离子位均可用异价离子进行同晶取代的化合物，其优越的热稳定性、丰富的结构缺陷以及具有多种氧化态的B位过渡金属离子使得此类化合物成为理想的VOC氧化催化材料。三维有序大孔结构(3D0M)的钙钛矿型氧化物材料(ABO3)更由于其具有较大的比表面积、发达的孔隙结构，在作为载体、催化剂和分离材料等诸多领域有着广阔的应用前景，它不但降低了客体分子从各个方向进入孔内的扩散阻力，而且能够提供更多相催化反应中所需的活性位点，因而更利于其在上述领域中的应用。3D0M结构的ABO3的制备方法和催化性能现在已经逐步得到关注，主要是以堆积成三维有序结构的聚乙烯(PS)微球或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球作为胶晶模板、通过纳米复制法制备，如用于催化碳材料燃烧的LaFeO3 (M. Sadakaneet al. , CHEMISTRY OF MATERIALS, 2005，17:3546-3551)、用于煤烟燃烧的 LaCo03、La1^xKxFeO3 和 LaCoxFe1^xO3 (J. F. Xu et al. , JOURNAL 0FCATALYSIS, 2011，282 :1-12，CATALYSIS TODAY, 2010，153:136-142)、用于甲苯催化燃烧的 LaMnO3 (Y. X. Liu etal. , JOURNAL OF CATALYSIS,2012，287:149-160)、SrFeO3(K. M. Ji et al., APPLIEDCATALYSIS A-GENERAL, 2012，425:153-160)以及 Eu1^xSrxFeO3 (中国专利技术专利，申请号201110275386. 3)，等等。此外也有关于负载型3D0M ABO3的报道，如利用超声膜扩散法(UAMR法)制备、用于煤烟燃烧研究的Au/LaFe03 CL C. Wei et al. , ANGEffANDTECHEMIEINTERNATIONAL EDITION, 2011, 50:2326 - 2329)和本研究室以等体积浸溃法制备的、用于甲苯催化氧化反应研究的Co0x/Eua6Sra4Fe03 (中国专利技术专利，申请号201110275386. 3)，此负载后的两种催化剂活性较原来都得到了较大提高。迄今为止，国内外尚无文献和专利报道过在固体催化剂上尤其在具有3D0M结构ABO3上负载具有特殊形貌的贵金属纳米材料。据报道，Ag作为一种最常见和便宜的贵金属，虽然其催化氧化活性稍逊于Pt和Pd，但其如催化、抗菌、导电、导热、表面增强拉曼散射效应等诸多不同寻常的性能，使它在医用生物材料、催化、微电子线路及光电器件等方面存在很好的应用前景，特别是在催化领域，Ag不但具有较好的催化氧化活性，还因其良好的光学性质在光催化降解水溶性有机污染物方面同样表现出优异的性能。因此，若能制备出兼具钙钛矿性质和银纳米材料特殊催化性质的材料将具有非常意义。目前，关于银纳米粒子制备方法的报道比较常见，如分别采用微波法(实验室研究与探索，2006,25:24-25)、硝酸银水合肼还原法(化工新型材料，2006,34:31-32)、超声波辅助膜还原法(UAMR法)(高等学校化学学报，2007，28:1756-1758)制备银纳米晶，庄等(中国专利技术专利，授权号CN 101947655A)以及殷亚东课题组(JOURNALOF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY，2011，133:18931-18939)则分别利用双氧水辅助的NaBH4常温还原法制备出三角形银纳米片，而占等则利用铜、银单质之间的置换反应在铜材料表面制备出银单 晶纳米片(中国专利技术专利，授权号CN 101781759B)。虽然已有多种制备用于多相催化氧化的三维有序大孔催化剂制备方法以及关于银纳米粒子的报道，但迄今为止，国内外尚无文献和专利报道过三维有序大孔结构的Ag微米束/Eua6Sra4FeO3催化剂，其制备方法及其在氧化消除VOCs方面的应用。本专利技术描述的方法是首先利用本研究室已公布专利(中国专利技术专利，申请号201110275386. 3)中方法制备载体催化剂3D0M Eua6Sra4FeO3，然后将通过UAMR法制备的银溶胶同时原位负载，最后室温下缓慢过滤、干燥，即得到多晶Ag微米束负载的3D0MEua6Sra4FeO3催化剂。其中UAMR法的装置示意图、操作步骤和机理参见Liu等相关报道(JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C，2009，113:8595-8600)。此方法中采用硝酸银为原料、PVP为表面活性剂和稳定剂、硼氢化钠为还原剂，整个负载过程时间较短，制备出的单个银粒子粒径小且分布均匀，整个反应过程、产品过滤、干燥均在室温下进行。以较难催化氧化的甲苯作为VOCs的代表，通过对所制备催化剂催化氧化甲苯燃烧的活性测试表明，原催化剂的催化活性经过银物质负载后获得进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供三维有序大孔结构的负载型复合催化剂Ag微米束/Eua6Sra4FeO3，通过超声膜扩散法原位制备负载Ag微米束的、三维有序大孔结构的钙钛矿型复合氧化物Eua6Sra4FeO3的制备方法，及其在催化燃烧消除易挥发性有机污染物(VOCs)方面的应用。本专利技术中采用的3D0M结构的催化剂载体Eua6Sra4FeO3依据本研究室已公布专利(中国专利技术专利，申请号201110275386. 3)所述方法制备。—种三维有序大孔结构的多晶Ag微米束/Eua6Sra4FeO3复合催化剂,其特征在于Ag纳米粒子聚集成微米束状负载在载体Eua6Sra4FeO3表面上，复合催化剂表现为纯钙钛矿相。其中银的负载量可根据需要进行控制，优选3-5wt%。本专利技术提供的多晶Ag微米束/Eua6Sra4FeO3的常温制备方法，主要步骤包括①制备AgNO3溶液以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为稳定剂，按AgNO3与PVP结构单元摩尔比为2:3配制lmm0l/L-5mm0l/L的AgNO3溶液，并用NaOH溶液调节体系的pH值为8、；②制备NaBH4溶液，AgNO3溶液浓度调节为NaBH4溶液浓度的1/2 ;③根据载体上Ag的负载量需求，将3D0M Eua6Sra4FeO3浸溃到AgNO3溶液中，同时按AgNO3与NaBH4摩尔比为1:2量取一定体积的上述浓度的NaBH4溶液利用超超声波辅助膜还原法(UAMR法)在室温下使③中两种溶液在管式膜反应器接触反应生成纳米Ag溶胶，纳米Ag溶胶随之附着在3D0MEu0.6Sr0.4Fe03的孔道表面；⑤反应完成后，在室温下缓慢将所得混合体系进行过滤并在室温下干燥，即得到表面负载束状多晶Ag的Eua6Sra4FeO3复合型本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三维有序大孔结构的多晶Ag微米束/Eu0.6Sr0.4FeO3复合催化剂，其特征在于：Ag纳米粒子聚集成微米束状负载在载体Eu0.6Sr0.4FeO3表面上，复合催化剂表现为纯钙钛矿相。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：戴洪兴，吉科猛，邓积光，李欣尉，王媛，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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