一种负载钴基催化剂的石墨烯气凝胶的制备方法及其应用技术

一种负载钴基催化剂的石墨烯气凝胶的制备方法及其应用，属于化工合成技术领域，可解决钴基、铁基、镍基催化剂不能直接应用于空气中的CO去除以及颗粒状钴基催化剂催化性能降低等问题，通过该方法制备的催化剂并非细微的粉末状，是气凝胶型的大块状整体材料，易于封装到各种形状的过滤装置中，不发生渗漏。钴基金属氧化物作为CO催化剂均匀分散于石墨烯气凝胶材料的空隙内部，形成负载催化剂的石墨烯气凝胶复合材料。能够在常温且有O

【技术实现步骤摘要】
一种负载钴基催化剂的石墨烯气凝胶的制备方法及其应用
本专利技术属于化工合成
，具体涉及一种负载钴基催化剂的石墨烯气凝胶的制备方法及其应用。
技术介绍
一氧化碳（CO）是大气中常见的污染物之一，俗称煤气，它无色、无嗅、无味，无刺激性气体，不易被液化和固化。CO主要来源是含碳物不完全燃烧的产物，例如，发生火灾时的浓烟中就含有高浓度的CO；化工、煤矿等工业行业在生产中也可能由于气体泄漏而导致高浓度的CO泄漏到生产环境。人体暴露在CO中会面临严重的健康和生命危险，浓度较低的CO在被人体吸入后，在血液中极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，短时间内就会造成组织窒息，严重时死亡，因而CO是一种有剧毒的气体。针对CO的有效防护和消除，尤其是在常温条件下，对于火灾等紧急情况下的抢险救援至关重要。目前应用较为广泛的常温CO消除技术为催化氧化法，采用的催化剂主要为Mn-Cu两种金属的氧化物的按比例（约2:1）混合物，该催化剂最早于1919年由美国约翰－霍普金斯大学和加利福尼亚大学共同专利技术，也被称为“霍加拉特催化剂”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载钴基催化剂的石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：/n第一步，将水溶性钴盐或水溶性钴盐及其增氧助剂溶于去离子水，配制成浓度为1~5mol/L的溶液Ⅰ，将沉淀剂用去离子水配制成浓度小于0.2mol/L的溶液Ⅱ，将溶液Ⅱ加热到60~80℃并恒温，在高速机械搅拌条件下，将溶液Ⅰ匀速的加入溶液Ⅱ中，得到混合溶液，混合溶液逐渐变为紫色或棕色，即生成了紫色或棕色的纳米颗粒沉淀；/n第二步，向混合溶液加入NaOH调至弱碱性，继续反应1-3h后，加入氢氧化钠或过氧化氢溶液，继续反应1h；/n第三步，反应结束后，将反应液冷却至室温，将沉淀物离心、清洗3次以上，将沉淀物于110℃干燥2小时...

【技术特征摘要】
1.一种负载钴基催化剂的石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，将水溶性钴盐或水溶性钴盐及其增氧助剂溶于去离子水，配制成浓度为1~5mol/L的溶液Ⅰ，将沉淀剂用去离子水配制成浓度小于0.2mol/L的溶液Ⅱ，将溶液Ⅱ加热到60~80℃并恒温，在高速机械搅拌条件下，将溶液Ⅰ匀速的加入溶液Ⅱ中，得到混合溶液，混合溶液逐渐变为紫色或棕色，即生成了紫色或棕色的纳米颗粒沉淀；
第二步，向混合溶液加入NaOH调至弱碱性，继续反应1-3h后，加入氢氧化钠或过氧化氢溶液，继续反应1h；
第三步，反应结束后，将反应液冷却至室温，将沉淀物离心、清洗3次以上，将沉淀物于110℃干燥2小时后得到粉末，将粉末直接与氧化石墨烯、交联剂、有机溶剂混合，或沉淀物于300~400℃下焙烧3-4小时，得到黑色粉末的钴基催化剂再与氧化石墨烯、交联剂、有机溶剂混合，得到混合物；
第四步，将混合物搅拌超声处理30分钟以上，得到均一的混合分散液，将混合分散液倒入配有四氟乙烯内胆的高压反应釜，置于120~140℃下反应3小时，得到弹性冻状的石墨烯水凝胶；
第五步，将石墨烯水凝胶置于零下20℃冷冻6-8h，然后再进行8h的冷冻干燥，得到负载钴基催化剂的石墨烯气凝胶，再将其用功率为300~600W的微波退火处理60~180秒，进一步减少气凝胶内部的极性基团，从而得到结构强度增强的负载钴基催化剂的石墨烯气凝胶最终产物。


2.根据权利要求1所述的一种负载钴基催化剂的石墨烯气凝胶的制备方法，其特征在于：第一步中所述钴盐包括水溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦君，李小梅，冯锋，李小花，翟红，刘志雄，辛智慧，李悦，
申请(专利权)人：山西大同大学，
类型：发明
国别省市：山西;14