一种MCM-48复合催化剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种MCM

【技术实现步骤摘要】
一种MCM
‑
48复合催化剂的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于介孔分子筛复合半导体
，具体是一种MCM
‑
48复合催化 剂的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]优良的纺织技术让世界重新认识了中国的文化悠久，但伴之而来的确是大 量排放的染料污染了赖以生存的自然环境，尤其是水环境体系，经过研究人员 的不断开拓研发，已产生了许多废水处理技术，操作简单，系统集成度高且二 次污染低的光催化技术受到了科学家们的欢迎。在众多研发的光催化剂中，介 孔材料因其制备成本低，且独特的孔道和结构特征引起了广大学者的研究兴趣， 在介孔分子筛的制备原料上，工业固废粉煤灰已成为大多数选择，利用其制备 的介孔分子筛形貌和性能均符合预期效果，此举不仅大大解决了粉煤灰对环境 和经济发展造成的困扰，又通过固废利用拓展了粉煤灰从低价值化向高价值化 的转变途径。
[0003]近年来，纯相催化剂的光生载流子效率低且可见光响应能力弱阻碍了光催 化反应的降解效率。比如ZnFe2O4的光生载流子分离效率差以及BiOBr的可见 光吸收范围窄，可见光响应能力差的缺陷大大限制了两种物质的工业应用，而 且，将介孔分子筛用于染料废水的处理已经广泛推广使用，但单一的介孔分子 筛处理效果并不如人意，半导体应用于光催化降解废水已有多次实践，锌铁氧 体和卤氧化铋在光催化剂中都有代表性，但单一相并不能很好的降解，尤其是 光照吸收范围狭窄，不能充分利用可见光。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种MCM
‑
48复合催化剂的制 备方法及其应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]第一方面，一种MCM
‑
48复合催化剂的制备方法及其应用，包括以下步骤：
[0007](1)将粉煤灰加入到浓度2
‑
4moL/L的稀盐酸溶液中，水浴加热搅拌，过 滤；通过去离子水和乙醇洗涤直至滤液中性，并进行干燥，得到酸洗粉煤灰；
[0008](2)将酸洗粉煤灰分别溶于3moL/L、4moL/L、5moL/L、6moL/L氢氧化钠 溶液中，移入聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中,反应后分别过滤收集滤液，遮光 密封保存，用ICP
‑
MS测试脱硅液中的硅含量，选出脱硅率最高的条件制备硅液， 得到制备MCM
‑
48分子筛的硅源；
[0009](3)将CTAB溶于水中，加入无水乙醇，然后水浴加热搅拌，直至溶液透明， 加入氨水，剧烈搅拌下缓慢逐滴加入脱硅液，将溶液调整pH＝11
‑
12并进行搅拌 20
‑
40min，移入反应釜中，110℃下晶化3天，过滤，用去离子水和乙醇洗涤多 次；干燥后移入瓷坩埚放进马弗炉中进行煅烧，得到白色粉末，即MCM
‑
48分子 筛；
[0010](4)将七水合硫酸锌及油酸钠溶于去离子水中，磁力搅拌、超声处理后， 加入MCM
‑
48分子筛，继续磁力搅拌、超声处理后，加入FeCl3·
6H2O，再次磁力 搅拌，期间加入氢氧化钠水溶液调PH＝11，然后移入高压反应釜中，放入恒温鼓 风干燥箱中，反应后离心处理，用去离子水和无水乙醇分别洗涤两次，干燥后 得到MCM
‑
48/ZnFe2O4；
[0011](5)将五水合硝酸铋加入100mL烧杯中，加入乙二醇，磁力搅拌后，加入 MCM
‑
48/ZnFe2O4，继续磁力搅拌，超声处理后，逐滴滴加溴化钾水溶液，再次磁 力搅拌后，移入反应釜中，反应后过滤，无水乙醇和去离子水分别洗涤三次， 干燥后得到该MCM
‑
48复合催化剂。
[0012]优选的，所述步骤(1)中，粉煤灰加入量为20g，2
‑
4moL/L的稀盐酸溶液 加入量为200mL。
[0013]优选的，所述步骤(1)中，水浴温度为80
‑
95℃，搅拌采用机械搅拌并搅 拌2
‑
4h，干燥是在温度90
‑
100
°
条件下干燥6
‑
8h。
[0014]优选的，所述步骤(2)中，酸洗粉煤灰加入量为5g，反应温度为90
‑
120℃， 反应时间分别为30min、60min、90min、120min。
[0015]优选的，所述步骤(3)中，CTAB加入量为1.32g，水的加入量为28.45mL， 无水乙醇加入量为50mL，氨水加入量为3mL，脱硅液加入量为55mL。
[0016]优选的，所述步骤(3)中，水浴加热温度为25
‑
30℃，加热时间为2
‑
3小 时，搅拌速率为1100r/min，搅拌时间为20
‑
40min，干燥温度为90
‑
100℃，干 燥时间为10
‑
12小时，煅烧温度为500
‑
550℃，煅烧时间为4
‑
6h，煅烧加热速 率为1
‑
2℃/min。
[0017]优选的，所述步骤(4)中，七水合硫酸锌加入量为1mmoL，油酸钠加入量 为3mmol，MCM
‑
48分子筛加入量为0.0468g，FeCl3·
6H2O加入量为2mmoL，氢氧 化钠水溶液加入量为11.5mL。
[0018]优选的，所述步骤(4)中，磁力搅拌时间为5min，超声时间为15min，继 续磁力搅拌时间为15min，继续超声时间为10min，再次磁力搅拌时间为18min， 反应温度为180℃，反应时间为16h，离心速率为6000r/min，离心时间为7min， 干燥温度为80℃，干燥时间为12h。
[0019]优选的，所述步骤(5)中，五水合硝酸铋加入量为0.9g，乙二醇加入量为 20
‑
40mL，MCM
‑
48/ZnFe2O4加入量为0.0986g，溴化钾水溶液加入量为5
‑
13mL， 磁力搅拌时间为20
‑
30min，继续磁力搅拌时间为20
‑
30min，超声处理时间为 15
‑
30min，再次磁力搅拌时间为20
‑
30min，反应温度为160
‑
180℃，反应时间 为11
‑
13小时，干燥温度为70
‑
90℃，干燥时间为20
‑
24小时。
[0020]第二方面，一种MCM
‑
48复合催化剂的应用，包括：MCM
‑
48复合催化剂的制 备方法及其制备的MCM
‑
48复合催化剂，在光催化降解有机污染物方面的应用。
[0021]综上所述，由于采用了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MCM
‑
48复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将粉煤灰加入到浓度2
‑
4moL/L的稀盐酸溶液中，水浴加热搅拌，过滤；通过去离子水和乙醇洗涤直至滤液中性，并进行干燥，得到酸洗粉煤灰；(2)将酸洗粉煤灰分别溶于3moL/L、4moL/L、5moL/L、6moL/L氢氧化钠溶液中，移入聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中,反应后分别过滤收集滤液，遮光密封保存，用ICP
‑
MS测试脱硅液中的硅含量，选出脱硅率最高的条件制备硅液，得到制备MCM
‑
48分子筛的硅源；(3)将CTAB溶于水中，加入无水乙醇，然后水浴加热搅拌，直至溶液透明，加入氨水，剧烈搅拌下缓慢逐滴加入脱硅液，将溶液调整pH＝11
‑
12并进行搅拌20
‑
40min，移入反应釜中，110℃下晶化3天，过滤，用去离子水和乙醇洗涤多次；干燥后移入瓷坩埚放进马弗炉中进行煅烧，得到白色粉末，即MCM
‑
48分子筛；(4)将七水合硫酸锌及油酸钠溶于去离子水中，磁力搅拌、超声处理后，加入MCM
‑
48分子筛，继续磁力搅拌、超声处理后，加入FeCl3·
6H2O，再次磁力搅拌，期间加入氢氧化钠水溶液调PH＝11，然后移入高压反应釜中，放入恒温鼓风干燥箱中，反应后离心处理，用去离子水和无水乙醇分别洗涤两次，干燥后得到MCM
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48/ZnFe2O4；(5)将五水合硝酸铋加入100mL烧杯中，加入乙二醇，磁力搅拌后，加入MCM
‑
48/ZnFe2O4，继续磁力搅拌，超声处理后，逐滴滴加溴化钾水溶液，再次磁力搅拌后，移入反应釜中，反应后过滤，无水乙醇和去离子水分别洗涤三次，干燥后得到该MCM
‑
48复合催化剂。2.如权利要求1所述的一种MCM
‑
48复合催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，粉煤灰加入量为20g，2
‑
4moL/L的稀盐酸溶液加入量为200mL。3.如权利要求1所述的一种MCM
‑
48复合催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，水浴温度为80
‑
95℃，搅拌采用机械搅拌并搅拌2
‑
4h，干燥是在温度90
‑
100
°
条件下干燥6
‑
8h。4.如权利要求1所述的一种MCM
‑
48复合催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，酸洗粉煤灰加入量为5g，反应温度为90
‑
120℃，反应时间分别为30min、60min、90min、120min。5.如权利要求1所述的一种MCM<...

【专利技术属性】
技术研发人员：史可人，姚惠琴，孔月月，项羽翔，陈志峰，王银，姚海浩，
申请(专利权)人：宁夏医科大学，
类型：发明
国别省市：