负载型锶钴基钙钛矿非均相过硫酸盐催化剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种负载型锶钴基钙钛矿非均相过硫酸盐催化剂的制备方法及应用。以NaY、ZSM

【技术实现步骤摘要】
负载型锶钴基钙钛矿非均相过硫酸盐催化剂的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于水处理技术和环境催化领域，具体涉及一种负载型锶钴基钙钛矿非均相过硫酸盐催化剂的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]作为染料生产大国，染料的产量和贸易量均居于世界第一。染料废水具有颜色深、有机物浓度高、成分复杂、化学需氧量高、可生化性差等特点，其通常来源于生产制造过程中的大量染料以及印染助剂。近年来染料应用的范围越来越广，不仅仅局限于传统时装、纺织类行业，其在新能源以及信息材料工业中也有很大的应用空间。这类难处理的染料废水对生态环境以及人的健康造成了极大的威胁，治理染料废水十分必要，常见的方法包括括吸附法、膜分离技术、电解法、光催化法，高级氧化法，其中过硫酸盐高级氧化法因其操作简单，成本低，强氧化性等特点受到了广泛关注。
[0003]过硫酸盐高级氧化(SR
‑
AOPs)正成为目前研究的热点。过硫酸盐自由基可以经由热活化、紫外光活化、超声活化以及过渡金属活化等多种方式进行活化，并通过脱氢反应、电子转移以及加成反应与有机污染物发生作用。此外，研究证明过硫酸盐高级氧化还有单线态氧、羟基自由基等多种自由基的协同作用，使其具有更好的污染物去除性。
[0004]近年来，钙钛矿材料因其独特的热稳定性、电子结构和氧化还原性能已经成为环境催化领域的研究热点。钙钛矿作为非均相催化剂在废水处理中的SR
‑
AOPs中的应用已经得到认可。通常钙钛矿催化剂在pH＜9时具有较好的活化PMS降解污染物效果，但酸性反应条件下会有较高浓度的金属离子浸出问题，稳定性差。

技术实现思路

[0005]针对现有过硫酸盐催化剂在催化过程中的金属离子易浸出导致催化剂重复稳定性较差的同时还对水质造成了二次污染等问题，本专利技术的目的在于提供一种负载型锶钴基钙钛矿非均相过硫酸盐催化剂的制备方法。
[0006]本专利技术的再一目的在于：提供一种上述方法制备的负载型锶钴基钙钛矿非均相过硫酸盐催化剂产品，并提供一种上述产品的应用。
[0007]实现本专利技术目的的技术方案为：
[0008]一种负载型锶钴基钙钛矿非均相过硫酸盐催化剂的制备方法，以分子筛为载体、以钙钛矿为活性组分，采用溶胶凝胶法制备负载型催化剂，具体包括以下步骤：
[0009](1)将硝酸锶，六水合硝酸钴，一水合柠檬酸混合搅拌，搅拌15～40min后得到混合料液A；
[0010](2)将分子筛置于马弗炉中进行活化，并将活化后分子筛缓慢加入混合料液A中，并在磁力搅拌条件下搅拌0.5～1h得到混合液B，然后在90～100℃加热搅拌至水分蒸干得到粉末；
[0011](3)将步骤(3)得到的粉末在90～120℃烘箱中干燥10
‑
12h，经研磨粉碎、焙烧、洗涤、干燥后得到负载型锶钴基钙钛矿非均相过硫酸盐催化剂。
[0012]与常见的Al2O3、MgO、TiO2载体相比，沸石分子筛的储氧性能以及晶格氧的传递对催化活化PMS有积极影响，利于体系中非自由基的产生，且沸石分子筛的酸稳定性能抑制氢氧化钴物质的生成，生成更多的活性组分，增强了催化剂的催化活性。此外，沸石分子筛与活性组分SrCoO3的相互作用，使得其具有更少的金属离子浸出率，催化剂的稳定性更好，可重复利用性强。
[0013]其中，催化剂活性组分的负载量在10wt％～65wt％(以Co元素质量/催化剂载体质量)，优选20～45％。
[0014]进一步地，步骤(1)混合液A中的硝酸锶与六水合硝酸钴的摩尔比为0.8：1～1.2：1，硝酸锶与一水合柠檬酸的摩尔比为0.2：1～0.5：1。
[0015]进一步地，步骤(2)分子筛置于马弗炉在300～500℃焙烧2～3h活化。
[0016]进一步地，步骤(2)中分子筛为NaY、ZSM
‑
5或USY。
[0017]进一步地，所述的焙烧，首先在300
±
10℃焙烧1～2h，然后在750
±
50℃焙烧6～8h。300℃下低温焙烧是为了完全除去前驱体中的柠檬酸有机物，去除杂质的同时增大比表面积。750℃下高温焙烧形成钙钛矿活性组分。
[0018]具体的，所述过硫酸盐为单过硫酸氢钾复合盐(2KHSO
5 KHSO
4 K2SO4)。
[0019]本专利技术提供了一种负载型锶钴基钙钛矿非均相过硫酸盐催化剂在对罗丹明B溶液去除中的应用。可以通过以下几个步骤来实现：取一定量的负载型锶钴基钙钛矿加入到罗丹明B溶液中，搅拌一段时间后，加入单过硫酸氢钾复合盐处理一段时间后取样，用过滤器过滤，并计算罗丹明B的去除率。
[0020]本专利技术的优点和有益效果：
[0021]本专利技术提出了一种负载型锶钴基钙钛矿非均相过硫酸盐催化剂的制备方法及应用，采用溶胶凝胶法在活性组分钙钛矿合成过程中加入分子筛，制备方法简便，能增大比表面积，降低了催化剂颗粒的团聚。沸石分子筛一方面因其呈正电荷能够吸附HSO5‑
，另一方面可以作为吸附剂吸附污染物，有效提高了活性组分与污染物的接触面积，进而加速了活性位点对PMS的活化，增强了催化剂吸附催化活性，从而在活化过硫酸盐中生成更多的自由基，加速对水体中罗丹明B等污染物的降解。
附图说明
[0022]图1a为本申请实施例1制得的负载量为25％的SrCoO3/ZSM
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5的X射线衍射图：
[0023]图1b为本申请实施例2制得的负载量为40％的SrCoO3/ZSM
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5的X射线衍射图：
[0024]图1c为本申请实施例3制得的负载量为58％的SrCoO3/ZSM
‑
5的X射线衍射图：
[0025]图2a为本申请实施例4制得的负载量为25％的SrCoO3/USY的X射线衍射图：
[0026]图2b为本申请实施例5制得的负载量为40％的SrCoO3/USY的X射线衍射图：
[0027]图2c为本申请实施例6制得的负载量为58％的SrCoO3/USY的X射线衍射图：
[0028]图3为本申请实施例7制得的SrCoO3/NaY的XRD图。
具体实施方式
[0029]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0030]实施例1：
[0031]活性组分负载量为25％(wt)的SrCoO3/ZSM
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5催化剂的制备方法，具体步骤如下：
[0032](1)将1.8g硝酸锶，2.5g六水合硝酸钴，4.3g一水合柠檬酸等混合搅拌，搅拌30min后得到混合料液A。
[0033](2)将2.1g ZSM
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载型锶钴基钙钛矿非均相过硫酸盐催化剂的制备方法，其特征在于，以分子筛为载体、以钙钛矿为活性组分，采用溶胶凝胶法制备负载型催化剂，具体包括以下步骤：(1)将硝酸锶，六水合硝酸钴，一水合柠檬酸混合搅拌，搅拌15～40min后得到混合料液A；(2)将分子筛置于马弗炉中进行活化，并将活化后分子筛缓慢加入混合料液A中，并在磁力搅拌条件下搅拌0.5～1h得到混合液B，然后在90～100℃加热搅拌至水分蒸干得到粉末；(3)将步骤(3)得到的粉末在90～120℃烘箱中干燥10
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12h，经研磨粉碎、焙烧、洗涤、干燥后得到负载型锶钴基钙钛矿非均相过硫酸盐催化剂；其中，钙钛矿活性组分Co的负载量为10％
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65％。2.根据权利要求1所述的负载型锶钴基钙钛矿非均相过硫酸盐催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)混合液...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔，邵鹏惠，盛强，尚森森，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：