一种高熵钙钛矿整体式催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及催化材料领域，尤其涉及一种高熵钙钛矿整体式催化剂的制备方法。一种高熵钙钛矿整体式催化剂的制备方法，通过滴涂

【技术实现步骤摘要】
一种高熵钙钛矿整体式催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化材料领域，尤其涉及一种高熵钙钛矿整体式催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]有机污染物具有毒性、持久性和不可生物降解性的特点，传统的高级氧化技术在去除有机污染物方面具有良好的性能，其反应自由基主要是羟基自由基(
·
OH)。硫酸根自由基(SO4‑
·
)相比于
·
OH而言，具有更高的氧化还原电位(E0＝2.5～3.1V)，具有更高的选择性和更长的半衰期，更加稳定且对天然生物的影响很小。传统的催化活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate，PMS)的催化剂绝大部分为粉末型催化剂，由于比表面积较大，能与氧化剂充分接触而使得材料的催化活性较高。但是一般的单金属氧化物、或者双金属氧化物因其组分调控有限，在催化活性上仍然存在着较大的提升空间。同时材料中存在着金属溶出值仍然偏大，对环境造成二次污染。同时，粉末催化剂在回收处理方面存在极大缺陷，限制了其在实际生产中的应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于提供了一种高熵钙钛矿整体式催化剂的制备方法，该制备方法包括前驱体溶液的配制、催化剂的滴涂、催化剂的干燥及煅烧三个连续的工艺流程。该方法特点在于溶液配制简单，基体材料易得且无需前处理，制备流程简单，制得的整体式催化剂具有低金属溶出、高催化活性、易回收的特点。
[0004]一种高熵钙钛矿整体式催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0005]S1.制备活性组分前驱体溶液：按照摩尔比n(总金属):n(柠檬酸)＝x，加入乙醇溶液中，搅拌至透明澄清，得到溶液A；
[0006]S2.按照分子式La(M1
0.2
M2
0.2
M3
0.2
M4
0.2
Co
0.2
)O3化学计量比进行准确称量镧盐、钴盐、M1金属盐、M2金属盐、M3金属盐、M4金属盐，分别加入溶液A，充分搅拌得到前驱体溶液B；
[0007]S3.移取适量的前驱体溶液B滴涂至基体材料上，经过室温干燥，得到前驱体C；
[0008]S4.将前驱体C进行煅烧后冷却，即可得到高熵钙钛矿整体式催化剂La(M1
0.2
M2
0.2
M3
0.2
M4
0.2
Co
0.2
)O3@PAC。
[0009]进一步地，步骤S1中，x＝1～4。
[0010]进一步地，步骤S2中M1金属盐、M2金属盐、M3金属盐、M4金属盐为硝酸铝、硝酸锰、硝酸铁、硝酸镍、硝酸铜、硝酸锌和钛酸四正丁酯中任意四种；以摩尔比为计，n(La):n(Co)＝5:1，n(Co)＝n(M1)＝n(M2)＝n(M3)＝n(M4)。
[0011]进一步地，步骤S2中，搅拌的温度条件为25℃，时间条件为0.5～2h。
[0012]进一步地，步骤S3中，移取前驱体溶液B的量为5～10mL；
[0013]进一步地，步骤S3中，基体材料为多孔氧化铝或硅酸盐矿物。
[0014]进一步地，干燥条件为鼓风干燥，温度为60～120℃，时间为2～12h。
[0015]进一步地，步骤S4中，煅烧条件为空气煅烧，温度为600～900℃，时间为2～6h，升温速率为2～5℃/min。
[0016]一种高熵钙钛矿整体式催化剂，高熵钙钛矿整体式催化剂的表达式为La(M1
0.2
M2
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M3
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M4
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Co
0.2
)O3@PAC，其中，M1、M2、M3、M4为金属元素Al、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Ti中任意四种，所述高熵钙钛矿整体式催化剂为由上述一种高熵钙钛矿整体式催化剂的制备方法制得。
[0017]一种型高熵钙钛矿整体式催化剂的应用，以过硫酸盐为氧化剂的条件下，高熵钙钛矿整体式催化剂在有机污染物的催化降解应用。
[0018]利用上述制备方法制得的高熵钙钛矿整体式催化剂能够应用于高级氧化处理污水技术中，以过硫酸盐为氧化剂的条件下，实现对有机污染物的高效催化降解，同时表现出良好的循环稳定性。
[0019]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：
[0020](1)本专利技术通过简单的滴涂
‑
煅烧法制备了一种新型的高熵钙钛矿整体式催化剂，其制备工艺简单、成本低、方便快捷，易于规模化生产；
[0021](2)本专利技术提供的制备方法制备的高熵钙钛矿活性组分在基体材料上分布均匀，不易脱落，本专利技术提供的方法为新型的高级氧化催化剂的设计提供了理论支撑和材料依据，在异相催化等领域提供了实际应用前景；
[0022](3)基于基础材料的结构和活性组分化学成分的独特优势，本专利技术制备的高熵钙钛矿整体式催化剂相对于单一钙钛矿整体式催化剂，或者粉末高熵钙钛矿材料，对过硫酸盐的活化表现出更加优异的催化性能，实现了对有机污染物的高效催化降解；
[0023](4)基于基础材料表现出的宏观特性，本专利技术制备得高熵钙钛矿整体式催化剂在催化剂得重复使用得过程中表现出易回收的简便操作性，同时仍具备良好的循环稳定性。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例1中制备La(Mn
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Fe
0.2
Ni
0.2
Cu
0.2
Co
0.2
)O3@PAC整体式催化剂的扫描电镜图和元素分布图。
[0025]图2为本专利技术实施例1、实施例2、对比例1和对比例2制得催化剂活化过硫酸盐降解甲硝唑的动力学曲线图。
[0026]图3为本专利技术实施例1中制备La(Mn
0.2
Fe
0.2
Ni
0.2
Cu
0.2
Co
0.2
)O3@PAC整体式催化剂活化过硫酸盐降解MNZ的自由基猝灭实验图。
[0027]图4为本专利技术实施例1中制备La(Mn
0.2
Fe
0.2
Ni
0.2
Cu
0.2
Co
0.2
)O3@PAC整体式催化剂活化过硫酸盐降解MNZ的循环图。
[0028]图5为本专利技术实施例1中制备La(Mn
0.2
Fe
0.2
Ni
0.2
Cu
0.2
Co
0.2
)O3@PAC整体式催化剂活化过硫酸盐降解MNZ的金属溶出图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术地目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方案作进一步地描述。
[0030]本专利技术提供一种高熵钙钛矿整体式催化剂的制备方法，该制备方法机理为：基础
材料选择为多孔氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高熵钙钛矿整体式催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.制备活性组分前驱体溶液：按照摩尔比n(总金属):n(柠檬酸)＝x，加入乙醇溶液中，搅拌至透明澄清，得到溶液A；S2.按照分子式La(M1
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M2
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M3
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Co
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)O3化学计量比进行准确称量镧盐、钴盐、M1金属盐、M2金属盐、M3金属盐、M4金属盐，分别加入溶液A，充分搅拌得到前驱体溶液B；S3.移取适量的前驱体溶液B滴涂至基体材料上，经过室温干燥，得到前驱体C；S4.将前驱体C进行煅烧后冷却，即可得到高熵钙钛矿整体式催化剂La(M1
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M2
0.2
M3
0.2
M4
0.2
Co
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)O3@PAC。2.根据权利要求1所述一种高熵钙钛矿整体式催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，x＝1～4。3.根据权利要求2所述一种高熵钙钛矿整体式催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中，M1金属盐、M2金属盐、M3金属盐、M4金属盐为硝酸铝、硝酸锰、硝酸铁、硝酸镍、硝酸铜、硝酸锌和钛酸四正丁酯中任意四种；以摩尔比为计，n(La):n(Co)＝5:1，n(Co)＝n(M1)＝n(M2)＝n(M3)＝n(M4)。4.根据权利要求1所述一种高熵钙钛矿整体...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘琦卉，张大鹏，
申请(专利权)人：湖北拓扑来微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：