形态可控的用于分解甲基橙的纳米催化剂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种形态可控的用于分解甲基橙的纳米催化剂的制备方法，包括如下步骤：按照化学式Al100‑a‑b‑c‑dAgaTibPtcAud称取金属Al、Ag、Ti、Pt以及Au；将金属熔炼成合金锭；将合金锭置于气雾化装置的坩埚中，向坩埚中加入石墨颗粒，进行气雾化，得到混合合金粉；将混合合金粉过筛，筛出石墨颗粒，得到合金粉；对合金粉进行高能球磨并进行第一次热处理；向经过第一次热处理的非晶化合金粉中倒入足量氢氧化钠溶液，并将碱处理后的合金粉过滤，并对过滤出的合金粉进行煅烧处理，得到催化剂粉体；以及对催化剂粉体进行第二次球磨。本发明专利技术的制备方法不涉及复杂的化学反应，简单易行，产率高，催化效果好。

【技术实现步骤摘要】
形态可控的用于分解甲基橙的纳米催化剂的制备方法
本专利技术属于污染物处理
，涉及一种形态可控的用于分解甲基橙的纳米催化剂的制备方法。
技术介绍
人类社会从20世纪开始便进入了飞速发展的阶段，在这一阶段中随着科学不断的发展壮大，高新技术也在日新月异的变化着，而作为自然科学的物理学和化学的发展更是达到了前所未有的高度，计算机的普及使得人类逐步探索新的奥秘。第三次科技革命的成果使人们对未知领域进行新的探索有了更加足够的动力。随后便是知识大爆炸时代的出现带来的是人对于客观事物认识的改变。从最开始的直接使用肉眼可见到不断深入发展成为两种方向：即宏观领域和微观领域。宏观领域指的是人的肉眼可见的对象为下限上到无限的宇宙；微观领域指从分子和原子为起点到无限小的区域。而在宏观领域和微观领域之间便是纳米材料研究的介观领域，而在这其中，纳米(nm)是一个非常小的计量单位，1nm是十亿分之一米，约为十三个氢原子并排排列的长度，直观地说，它相当于人类头发直径的十万分之一，纳米颗粒在世界上早就存在，但是直到上世纪八十年代才被科学家发现，而由几个到几千个原子组合而成的纳米颗粒与单个原子和分子有着明显的区别，同时也与宏观物体有着显著的不同，它有自己独特的性质特点，随着纳米逐渐出现在人们眼前，关于纳米科技的产物也在近些年层出不穷，纳米科技作为一个新兴的技术逐渐变得火热起来，它的出现也开始带动人类社会的发展和科技进步。而它也成为了继互联网和基因之后的人们关注的另一个“焦点”。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种形态可控的用于分解甲基橙的纳米催化剂的制备方法，从而克服现有技术的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种形态可控的用于分解甲基橙的纳米催化剂的制备方法，包括如下步骤：按照化学式Al100-a-b-c-dAgaTibPtcAud称取金属Al、Ag、Ti、Pt以及Au；将金属Al、Ag、Ti、Pt以及Au真空熔炼成合金锭；将合金锭置于气雾化装置的坩埚中，向坩埚中加入石墨颗粒，随后将合金锭熔化，然后使熔化的合金液滴从坩埚的喷嘴处流入气雾化装置的雾化室中；使用高速气流喷射从坩埚的喷嘴处流出的熔化的合金液滴，得到混合合金粉；将混合合金粉过筛，筛出石墨颗粒，得到合金粉；对合金粉进行高能球磨，得到非晶化合金粉；对非晶化合金粉进行第一次热处理；向经过第一次热处理的非晶化合金粉中倒入足量氢氧化钠溶液，并进行搅拌，得到碱处理后的合金粉；将碱处理后的合金粉过滤，并对过滤出的合金粉进行煅烧处理，得到催化剂粉体；以及对催化剂粉体进行第二次球磨，得到用于分解甲基橙的纳米催化剂。优选地，上述技术方案中，在化学式Al100-a-b-c-dAgaTibPtcAud中，a＝2-3，b＝8-10，c＝1-2，d＝1-3。优选地，上述技术方案中，其中，石墨颗粒的粒径为30-100μm，并且其中，熔化的合金液滴从坩埚的喷嘴处流入气雾化装置的雾化室时的合金液滴的流量为10-40kg/h。优选地，上述技术方案中，使用高速气流喷射从坩埚的喷嘴处流出的熔化的合金液滴的具体工艺为：气流速度为500-1000m/s，雾化气体压力为10-20MPa，混合合金粉的冷凝速度为30000-50000K/s，合金粉的粒径为0.1-5μm。优选地，上述技术方案中，对合金粉进行高能球磨，得到非晶化合金粉的参数为：球磨气氛为氩气气氛，球磨时间为40-60h，球磨速度为1000-1500r/min，球料比为20:1-25:1，其中，在球磨过程中，每球磨5小时，暂停球磨15-20min。优选地，上述技术方案中，对非晶化合金粉进行第一次热处理的参数为：热处理气氛为氩气气氛，热处理温度为400-600℃，热处理时间为20-80min，升温速率为10-20℃/min。优选地，上述技术方案中，其中，氢氧化钠溶液浓度为3-6mol/L，并且其中，向经过第一次热处理的非晶化合金粉中倒入足量氢氧化钠溶液，并进行搅拌的参数为：使用超声搅拌，搅拌温度为60-80℃，搅拌时间为3-6h。优选地，上述技术方案中，对过滤出的合金粉进行煅烧处理的参数为：煅烧气氛为真空气氛，煅烧温度为650-690℃，煅烧时间为50-80min。优选地，上述技术方案中，对催化剂粉体进行第二次球磨的参数为：球磨气氛为氩气气氛，球磨时间为50-90min，球磨速度为1000-1500r/min，球料比为20:1-25:1。与现有技术相比，本专利技术的形态可控的用于分解甲基橙的纳米催化剂的制备方法具有如下有益效果：二氧化钛是一种比较常见的光催化剂，已经有很多现有技术对于二氧化钛光催化降解有机污染物进行了研究。目前对于二氧化钛材料的研究重点在于如何提高二氧化钛催化剂的催化效率，以便实现快速高效的去除污染物的目的。目前现有技术提高二氧化钛催化剂的主要方法基本包括：通过水热法、模板法、共沉淀法等化学方法，制备纳米二氧化钛，通过掺杂以及形貌控制得到高效二氧化钛催化剂。需要指出的是，虽然化学方法制备得到的二氧化钛的形貌和性能较好，但是由于关于二氧化钛的化学反应的反应条件严格，反应条件不容易精确控制，所以化学方法一般并不适于进行大规模的工业生产，这限制了二氧化钛的应用。有些方法提出了使用脱合金法制备二氧化钛催化剂的方法，这种方法虽然适于进行大规模生产，但是这种方法制备过程中加入的Ti的含量过于稀少，所以这种方法产率较低。针对现有技术的问题，本专利技术提出了一种新的用于分解甲基橙的纳米催化剂的制备方法。本专利技术的方法具有如下优点：1、本专利技术的方法不涉及复杂的化学反应，无需反复添加多种化学试剂，简单易行，适于进行大规模生产。2、本专利技术的方法通过设计气雾化与球磨、煅烧相结合的工艺，控制了催化剂的形貌，并且提高了合金粉中Ti元素的含量，提高了产品产率，并且提高了产品催化性能。附图说明图1是根据本专利技术的形态可控的用于分解甲基橙的纳米催化剂的制备方法流程图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。图1是根据本专利技术的形态可控的用于分解甲基橙的纳米催化剂的制备方法流程图。如图所示，本专利技术的制备方法包括如下步骤：步骤101：按照化学式Al100-a-b-c-dAgaTibPtcAud称取金属Al、Ag、Ti、Pt以及Au；步骤102：将金属Al、Ag、Ti、Pt以及Au真空熔炼成合金锭；步骤103：将合金锭置于气雾化装置的坩埚中，向坩埚中加入石墨颗粒(石墨颗粒加入量并不是本专利技术的关键参数，任意合适的加入量都能够实现本专利技术的目的，举例而言，石墨颗粒的体积与合金液的体积之比可以为1：(5-10))，随后将合金锭熔化，然后使熔化的合金液滴从坩埚的喷嘴处流入气雾化装置的雾化室中；步骤104：使用高速气流喷射从坩埚的喷嘴处流出的熔化的合金液滴，得到混合合金粉；步骤105：将混合合金粉过筛，筛出石墨颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形态可控的用于分解甲基橙的纳米催化剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：按照化学式Al100‑a‑b‑c‑dAgaTibPtcAud称取金属Al、Ag、Ti、Pt以及Au；将所述金属Al、Ag、Ti、Pt以及Au真空熔炼成合金锭；将所述合金锭置于气雾化装置的坩埚中，向所述坩埚中加入石墨颗粒，随后将所述合金锭熔化，然后使熔化的合金液滴从所述坩埚的喷嘴处流入所述气雾化装置的雾化室中；使用高速气流喷射从所述坩埚的喷嘴处流出的熔化的合金液滴，得到混合合金粉；将所述混合合金粉过筛，筛出石墨颗粒，得到合金粉；对所述合金粉进行高能球磨，得到非晶化合金粉；对所述非晶化合金粉进行第一次热处理；向经过第一次热处理的非晶化合金粉中倒入足量氢氧化钠溶液，并进行搅拌，得到碱处理后的合金粉；将所述碱处理后的合金粉过滤，并对过滤出的合金粉进行煅烧处理，得到催化剂粉体；以及对所述催化剂粉体进行第二次球磨，得到用于分解甲基橙的纳米催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种形态可控的用于分解甲基橙的纳米催化剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：按照化学式Al100-a-b-c-dAgaTibPtcAud称取金属Al、Ag、Ti、Pt以及Au；将所述金属Al、Ag、Ti、Pt以及Au真空熔炼成合金锭；将所述合金锭置于气雾化装置的坩埚中，向所述坩埚中加入石墨颗粒，随后将所述合金锭熔化，然后使熔化的合金液滴从所述坩埚的喷嘴处流入所述气雾化装置的雾化室中；使用高速气流喷射从所述坩埚的喷嘴处流出的熔化的合金液滴，得到混合合金粉；将所述混合合金粉过筛，筛出石墨颗粒，得到合金粉；对所述合金粉进行高能球磨，得到非晶化合金粉；对所述非晶化合金粉进行第一次热处理；向经过第一次热处理的非晶化合金粉中倒入足量氢氧化钠溶液，并进行搅拌，得到碱处理后的合金粉；将所述碱处理后的合金粉过滤，并对过滤出的合金粉进行煅烧处理，得到催化剂粉体；以及对所述催化剂粉体进行第二次球磨，得到用于分解甲基橙的纳米催化剂。2.如权利要求1所述的纳米催化剂的制备方法，其特征在于：在化学式Al100-a-b-c-dAgaTibPtcAud中，a＝2-3，b＝8-10，c＝1-2，d＝1-3。3.如权利要求1所述的纳米催化剂的制备方法，其特征在于：其中，所述石墨颗粒的粒径为30-100μm，并且其中，熔化的合金液滴从所述坩埚的喷嘴处流入所述气雾化装置的雾化室时的合金液滴的流量为10-40kg/h。4.如权利要求1所述的纳米催化剂的制备方法，其特征在于：使用高速气流喷射从所述坩埚的喷嘴处流...

【专利技术属性】
技术研发人员：许焕生，
申请(专利权)人：许焕生，
类型：发明
国别省市：福建,35