一种粉末催化材料、含酚醛树脂复合多孔纳米催化材料的制备及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种粉末催化材料为SrYLaSb2O9粉末催化材料，采用液相催化相转化法、水热合成法或固相烧结法制备，用于废水中有机污染物的降解催化；以及含酚醛树脂复合多孔纳米催化材料为SrYLaSb2O9‑酚醛树脂复合多孔纳米催化材料的制备方法，用于废水中有机污染物的降解催化；本发明专利技术催化剂具有良好的催化性能；提高了催化剂的比表面积，促进了有机污染物和催化剂的充分接触,进而促进了光源和有机污染物的充分接触，极大地提高了有机污染物的降解效率，并能产生巨大的环境效益和社会效益；本发明专利技术使有机污染物的去除率达到99％，并且有机物中总有机碳的去除率达到99％。

Preparation and application of a composite porous catalytic material with powder catalytic material and phenolic resin

The invention discloses a powder catalytic material for SrYLaSb2O9 powder catalytic material by hydrothermal method or solid phase sintering method, liquid phase catalytic phase transformation for catalytic degradation of organic pollutants in wastewater; and containing phenolic resin composite nano porous catalytic materials for the preparation of SrYLaSb2O9 phenolic resin composite nano porous catalytic materials for the catalytic degradation of organic pollutants in wastewater; the catalyst has good catalytic performance; improve the specific surface area of the catalyst, promote the full contact of organic pollutants and catalyst, and then promote the full contact of the light source and the organic pollutants, and greatly improve the degradation efficiency of organic pollutants, and can generate huge the environmental and social benefits; the organic pollutants removal rate reached 99%, and organic matter in total organic The removal rate of carbon is up to 99%.

【技术实现步骤摘要】
一种粉末催化材料、含酚醛树脂复合多孔纳米催化材料的制备及应用
本专利技术涉及两种催化材料的制备及应用，分别是粉末催化材料SrYLaSb2O9和SrYLaSb2O9-酚醛树脂复合多孔纳米催化材料。
技术介绍
随着社会经济的迅速发展和人口的剧烈膨胀，人类对能源的需求增长较快，而全球性环境问题也日益显著。光催化能够利用丰富的太阳能来降解有机污染物和还原二氧化碳，这对全球环境治理有重要的意义。光催化技术的基本原理是在光的照射下，光催化材料的表面能够受到光能的激发而被活化，此过程会产生光生载流子，其能有效氧化分解废水中的有机污染物、还原大部分有毒有害的重金属离子，甚至还可以将污染物深度降解为清洁无害的水和二氧化碳等，因此是一种实用且应用前景非常广阔的环境治理技术。不过，以二氧化钛为代表的传统异相光催化材料的带隙很宽，只能吸收太阳光中少量的紫外光部分，而且其光生载流子容易发生复合，量子产率较低。为了使光催化技术进一步走向实用化，充分发挥其在环境净化等方面的优势，发展新型高效的可见光光催化材料体系是必然趋势。层状结构化合物具有特殊层状主体的结构，层间距一般在几个纳米之间，处于分子水平，可以认为是纳米级的特殊材料。它作为一种重要的固体纳米功能材料，由于其特有的层状结构和层间化学反应活性使其在离子交换、吸附、传导、分离和催化等诸多领域具有广阔的应用前途。层状结构可见光响应光催化剂包括层状铌酸盐可见光响应光催化剂、层状钽酸盐可见光响应光催化剂和层状锑酸盐可见光响应光催化剂。近年来，一些研究者对具有层状结构的锑酸盐可见光催化剂进行了探索性研究，包括AgSbO3、Bi3SbO7、BiSbO4等，研究发现它们的禁带宽度分别为2.6eV、2.71eV、2.75eV，此外研究学者们还对于它们的导带和价带的杂化轨道进行了研究，结果表明这几种锑酸盐轨道的杂化导致锑酸盐导带和价带的分布更加分散，有利于禁带的窄化和光生电子与空穴的分离，从而锑酸盐具有较高的可见光催化活性。然而目前科学家们对于层状结构的光催化剂的研究多集中在钽酸盐和铌酸盐中，而对于层状锑酸盐可见光响应光催化的研究较少，除此之外，在众多光催化降解有机物的系统中，提高太阳能的利用率和转化率，提高光催化活性仍是一项巨大的挑战。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种粉末催化材料、含酚醛树脂复合多孔纳米催化材料的制备及应用为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：粉末催化材料为SrYLaSb2O9粉末催化材料，所述制备方法为液相催化相转化法，包括如下步骤：a.按摩尔比1:1:1:2用电子天平分别称取SrCl2〃6H2O、Y(NO3)3〃6H2O、LaCl3〃7H2O、SbCl3放进研钵中研磨均匀，直至研磨粒径达3～5微米，将细粉粒转移到石英烧杯中，加入去离子水使药品溶解，制得混合溶液50mL；b.称取NaOH6.00g，FeCl2〃4H2O4.98g，用去离子水溶解，各得3mol/LNaOH溶液50mL、0.5mol/LFeCl2溶液50mL；c.用3.0mol/L的NaOH溶液调节步骤a所述混合溶液的pH值至9.5～10.5，加入1.0mol/L的FeCl2溶液作为催化剂，Fe2+与Fe3+的物质量的比为0.02:1；d.调节体系的pH值至9.5～10.5，沸腾回流2h，然后对其进行离心分离；e.用去离子水洗涤4～5次，干燥，制得SrYLaSb2O9粉末催化材料。制备方法或为水热合成法，所述水热合成法包括如下步骤：a.分别称取摩尔比为1:1:1:2:1的Sr(NO3)2、Y(NO3)〃6H2O、La(NO3)3、Sb2O5、柠檬酸，放进研钵中研磨均匀，转移至石英烧杯中，加入去离子水使其溶解，配成透明溶液；b.在磁力搅拌的条件下，滴加质量分数为28％的NH4OH溶液到步骤a所述透明溶液中，控制其pH值在9～9.5之间；c.将步骤b所述透明溶液转移至内衬为聚四氟乙烯的体积分数为80％的不锈钢反应釜中，放入150℃烘箱中保温20h；d.用冷水冷却步骤c所述经烘箱保存的透明溶液，经过滤、洗涤、干燥、研磨后，在空气气氛中以1℃〃min-1于400℃下煅烧2h，冷却后研磨压片，制得SrYLaSb2O9粉末催化材料。制备方法或为固相烧结法，所述固相烧结法包括如下步骤：1)将摩尔比SrO：Y2O3：La2O3：Sb2O5＝2:1:1:2的SrO、Y2O3、La2O3和Sb2O5粉末充分混合；2)在球磨机中研磨，粉末的粒径达到1.3～2.6微米，烘干，压制成片，放入高温烧结炉中烧制；3)将炉温升至400±30℃，保温4±1小时后随炉冷却，将粉末压片取出粉碎至粒径为1.2～2.2微米；4)将步骤3)中的粉末压制成片，放入高温烧结炉中烧结，冷却后将粉末压片取出粉碎至粒径为1.0～1.8微米；5)将步骤4)中的粉末压制成片，放入高温烧结炉中烧结，升温，保温后冷却，取出粉末压片粉碎至粒径为0.10～0.25微米，制得SrYLaSb2O9粉末催化材料。进一步，步骤5)中所述高温烧结炉升温条件为：a.由20℃升温至400℃，升温时间为45±5min；b.在400℃保温120±30min；c.由400℃升温至750℃，升温时间为40±5min；d.在750℃保温480～600min；e.由750℃升温至1500℃，升温时间为80±10min；f.在1500±50℃保温2500±300min；g.由1500℃升温至2000±50℃，升温时间为60±5min；h.在2000±50℃保温3000±300min炉冷。采用上述进一步的有益效果为：含酚醛树脂复合多孔纳米催化材料为SrYLaSb2O9-酚醛树脂复合多孔纳米催化材料，所述制备方法包括如下步骤：a.量取12mL熔融的苯酚、24mL甲醛、6mL浓氨水，于40℃水浴中预热10min，于85℃的水浴中加热并不断搅拌10min，待乳化后，继续加热搅拌20min，烧瓶内壁出现粘稠的物质时，停止搅拌，制得酚醛树脂混合溶液；b.称取摩尔比为1:1:1:2的SrCl2〃6H2O、Y(NO3)3〃6H2O、LaCl3〃7H2O、SbCl3，放进研钵中研磨均匀，直至研磨粒径达3～5微米，将细粉粒转移到石英烧杯中，加入去离子水使药品溶解，制得混合溶液；c.将步骤b所述混合溶液缓慢匀速滴入步骤a所述酚醛树脂混合溶液中，搅拌反应30min，至形成粘稠状物质后取出，室温固化48h，将其放入马弗炉中，于650℃下煅烧2h，冷却至室温，用蒸馏水洗涤3～5次，放入150℃烘干箱中，干燥72h，研磨，即得SrYLaSb2O9-酚醛树脂复合多孔纳米催化材料。本专利技术的有益效果是粉末催化材料为SrYLaSb2O9粉末催化材料，在密闭不透光的环境下，利用氙灯作为光源，并同时采用磁力搅拌和充氧曝气的方式，采用SrYLaSb2O9粉末为催化剂，降解废水中的有机污染物。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术通过多种制备方法法成功制备了粉末催化材料SrYLaSb2O9，该类催化剂具有良好的催化性能，粉末催化剂与纳米带催化剂提高了催化剂的比表面积，促进了有机污染物和催化剂的充分接触。进一步，有机污染物为酸性红G、苯并三唑和甲基橙。上述进一步的有益效果是：SrYLaSb2O9催化剂对于0.04mmolL-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉末催化材料，其特征在于，所述粉末催化材料为SrYLaSb2O9粉末催化材料。

【技术特征摘要】
1.一种粉末催化材料，其特征在于，所述粉末催化材料为SrYLaSb2O9粉末催化材料。2.一种粉末催化材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为液相催化相转化法，包括如下步骤：a.按摩尔比1:1:1:2用电子天平分别称取SrCl2·6H2O、Y(NO3)3·6H2O、LaCl3·7H2O、SbCl3放进研钵中研磨均匀，直至研磨粒径达3～5微米，将细粉粒转移到石英烧杯中，加入去离子水使药品溶解，制得混合溶液；b.称取NaOH、FeCl2·4H2O用去离子水溶解；c.用NaOH溶液调节步骤a所述混合溶液的pH值至9.5～10.5，加入FeCl2溶液作为催化剂；d.调节体系的pH值至9.5～10.5，沸腾回流，然后对其进行离心分离；e.用去离子水洗涤4～5次，干燥，制得SrYLaSb2O9粉末催化材料。3.根据权利要求1所述的一种粉末催化材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法或为水热合成法，所述水热合成法包括如下步骤：a.分别称取摩尔比为1:1:1:2:1的Sr(NO3)2、Y(NO3)·6H2O、La(NO3)3、Sb2O5、柠檬酸，放进研钵中研磨均匀，转移至石英烧杯中，加入去离子水使其溶解，配成透明溶液；b.在磁力搅拌的条件下，滴加NH4OH溶液到步骤a所述透明溶液中，控制其pH值在9～9.5之间；c.将步骤b所述透明溶液转移至内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，放入烘箱中保温；d.用冷水冷却步骤c所述经烘箱保存的透明溶液，经过滤、洗涤、干燥、研磨后，在空气气氛中煅烧，冷却后研磨压片，制得SrYLaSb2O9粉末催化材料。4.根据权利要求1所述的一种粉末催化材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法或为固相烧结法，所述固相烧结法包括如下步骤：1)将摩尔比SrO：Y2O3：La2O3：Sb2O5＝2:1:1:2的SrO、Y2O3、La2O3和Sb2O5粉末充分混合；2)在球磨机中研磨，粉末的粒径达到1.3～2.6微米，烘干，压制成片，放入高温烧结炉中烧制；3)将炉温升至400±30℃，保温4±1小时后随炉冷却，将粉末压片取出粉碎至粒径为1.2～2.2微米；4)将步骤3)中的粉末压制成片，放入高温烧结炉中烧结，冷却后将粉末压片取出粉碎至粒径为1.0～1.8微米；5)将步骤4)中的粉末压制成片，放入高温烧结炉中烧结，升温，保温后冷却，取出粉末压片粉碎至粒径为0.10～0.25微米，制得SrYLaSb2O9粉末催化材料。5.根据权利要求4所述的一种粉末催化材料的制备方法，其特征在于，步骤5)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾景飞，庄严，
申请(专利权)人：南京大学苏州高新技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32