一种单晶粉末催化材料、含有其的复合催化材料及制备方法技术

技术编号：41133577 阅读：6 留言：0更新日期：2024-04-30 18:04

本发明专利技术公开了一种单晶粉末催化材料、含有其的复合催化材料及制备方法；其中，单晶粉末催化材料为CdIn<subgt;2</subgt;MoO<subgt;7</subgt;粉末催化材料，该催化材料通过固相烧结方法、化学气相汽凝沉积法、流延成型和固相反应方法制备得到；复合催化材料为为CdIn<subgt;2</subgt;MoO<subgt;7</subgt;/二酮吡咯并吡咯‑咔唑基共轭聚合物粉末催化材料和/或CdIn<subgt;2</subgt;MoO<subgt;7</subgt;/三维网状铝尖晶石粉末催化材料；本发明专利技术中采用溶剂热法制备CdIn<subgt;2</subgt;MoO<subgt;7</subgt;/二酮吡咯并吡咯‑咔唑基共轭聚合物粉末催化材料；采用溶剂热法制备CdIn<subgt;2</subgt;MoO<subgt;7</subgt;/二酮吡咯并吡咯‑咔唑基共轭聚合物粉末催化材料。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料化学、环境功能材料及水污染控制，更具体的说是涉及一种单晶粉末催化材料、含有其的复合催化材料及制备方法。

技术介绍

1、随着科技革命发展的推进，环境问题成为全球各国发展研究实验的共同的难题。我们国家不断的发展生产力，经济高速飞涨的同时，也遇到了严重的环境污染问题，导致了目前地球资源逐渐短缺，不可再生能源不断减少，可持续再生资源不断短缺，随着各种科技技术合成投入生产、使用的同时，也产生了大量生活、科技垃圾进入我们所赖以生存的自然环境中。

2、由于制药行业的污染物和农药污染正成为一个严重的环境问题。制药废水与农药废水具有有机物含量高，生物有害物质多，饱和度高，ph值变化大且间歇排放等特点，处理起来相对其他的废水来说要困难很多。并且制药和农药行业的废水对人和环境造成了极大的危害，必须按规定谨慎排放。如果废水中含有大量重金属和有害化学物质，并且没有进行科学严格的处理就排放，不慎将其摄入，会有毒甚至致命，并严重影响人类的生命和健康。制药废水与农药废水中的污染物通常不会降解，并且具有很强的毒性以及致癌，致畸和诱变作用。若制药废水与农药废水中污染物之间与水体中的物质发生化学反应，则会产生新的污染。并且制药产品和农药产品及合成中间体具有杀菌、抑菌的物质。这些物质排入水体后会杀死细菌藻类，严重冲击原有的生态系统，影响水体的自净功能。此外，制药废水与农药废水中有些物质无法在水中降解，残留的高浓度物质会破坏生态食物链，潜移默化的影响人类的身体健康。因此制药工业废水与农药废水中有机污染物含量高、毒性物质多、难生物降解物质多、

3、水体中各种可降解、难降解的污染物的处理，在当前科技技术中，还是很难降解完全。为了从根本上解决环境能源短缺和环境污染问题，近年来，人们发展出了各种可用于降解水相污染物(特别是制药废水和农药废水)的方法，包括化学氧化、生物技术、电化学处理、光降解和先进氧化等。由于其低成本和环境效益，高级氧化技术中的光催化剂的光降解技术被认为是一种很有前途的技术。因此，许多研究者专注于高效光催化剂的设计和合成，它可以将取之不尽的太阳能转化为光降解的驱动力。在光降解过程中，有毒有机污染物被超氧自由基、羟基自由基或光诱导空穴产生的空穴有效氧化。这使得合适的能带结构和有效的电子空穴分离对有毒有机污染物的光降解尤为重要。并能够作为不可持续的再生能源获得广泛的应用，且效益较高，最主要的是它对环境无任何污染，可以去除空气中不健康物质、光催化降解工业排放的废水中的有毒有机污染物，以及灭菌、消毒等领域都有重要作用。太阳光是我们取之不尽用之不竭的绿色能源之一，它能够高效处理人们关于当前以及未来的环境问题和能量问题的所有难题，而光催化剂则能够利用太阳光分解水获得洁净的燃料，即获得洁净的氢气能源，同时，利用可见光响应型光催化剂和太阳光能够高效率降解废水中的有毒有机污染物。同时，高级氧化技术也能够有效处理工业废水中的有毒有机污染物。

4、为了充分利用高级氧化技术和太阳光谱中占43％的可见光，应该研发在可见光照射下具有高催化活性的单晶纳米氧化物催化剂及其复合催化材料，进而，能够应该充分利用高级氧化技术和新型高催化活性的纳米氧化物催化剂高效率地降解制药污染中的有毒有机污染物苯磷硫胺和噻虫嗪和苯磷硫胺和噻虫嗪最终旨在净化水体环境和节约能源。

5、因此，研发新型可见光响应型纳米催化材料势在必行，必能促进高性能新材料领域及环境污染净化领域的高速发展。

技术实现思路

1、有鉴于此，本专利技术提供了一种催化效果好的单晶粉末催化材料、含有其的复合催化材料及制备方法。

2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：

3、本专利技术的目的在于提供一种单晶粉末催化材料，所述单晶粉末催化材料为cdin2moo7粉末催化材料。

4、上述述单晶粉末催化材料的制备方法，包括：固相烧结方法、化学气相汽凝沉积法、流延成型和固相反应方法；

5、(一)采用固相烧结方法制备cdin2moo7粉末催化材料，具体包括以下步骤：

6、(1)分别称取cdo、in2o3、moo3并混入均匀，然后加入球磨机中，研磨得到粉料；

7、(2)取所述粉料烘干，压制成片，放入高温烧结炉中烧结，于室温升温至400℃±20℃，升温速率为10℃/min，再于400℃±20℃保温4h±0.5h；接着，于400℃±20℃升温至800℃±20℃，升温速率为9℃/min，再于800℃±20℃保温12h±0.5h；于400℃±20℃升温至800℃±20℃，升温速率为9℃/min，再于800℃±20℃保温12h±0.5h；然后，于800℃±20℃升温至1250℃±20℃，升温速率为8℃/min，再于1250℃±20℃保温30h±0.5h；最后，从1250℃±20℃以8℃/min的冷却速率冷却至室温，得到第一次烧结压片样品；

8、(3)取所述第一次烧结压片粉碎，再压制成片，然后放入高温烧结炉中烧结，于室温升温至500℃±20℃，升温速率为10℃/min，再于500℃±20℃保温5h±0.5h；接着，于500℃±20℃升温至900℃±20℃，升温速率为9℃/min，再于900℃±20℃保温15h±0.5h；于900℃±20℃升温至1300℃±20℃，升温速率为8℃/min，再于1300℃±20℃保温25h±0.5h；最后，从1300℃±20℃以7.5℃/min的冷却速率冷却至室温，得到第二次烧结压片样品；

9、(4)取所述第二次烧结压片再次粉碎，压制成片，放入高温烧结炉中烧结，于室温升温至550℃±20℃，升温速率为10℃/min，再于550℃±20℃保温4h±0.5h；接着，于550℃±20℃升温至950℃±20℃，升温速率为9℃/min，再于950℃±20℃保温16h±0.5h；于950℃升温至1350℃±20℃，升温速率为8℃/min，再于1350℃±20℃保温35h±0.5h；从1350℃±20℃以7℃/min的冷却速率冷却至室温，最终得到第三次烧结压片样品；

10、(5)取所述第三次烧结压片样品进行粉碎处理即得到cdin2moo7单晶粉末催化材料；

11、(二)采用化学气相冷凝沉积方法制备cdin2moo7粉末催化材料，具体包括以下步骤：

12、(1)试剂为cdo、in2o3、moo3粉末，所述试剂的分析等级都为ar级，以cdo、in本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种单晶粉末催化材料，其特征在于，所述单晶粉末催化材料为CdIn2MoO7粉末催化材料。

2.如权利要求1所述的一种单晶粉末催化材料的制备方法，其特征在于，采用固相烧结方法制备CdIn2MoO7粉末催化材料，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种单晶粉末催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述高温烧结炉中烧结为于室温升温至400℃±20℃，升温速率为10℃/min，再于400℃±20℃保温4h±0.5h；接着，于400℃±20℃升温至800℃±20℃，升温速率为9℃/min，再于800℃±20℃保温12h±0.5h；于400℃±20℃升温至800℃±20℃，升温速率为9℃/min，再于800℃±20℃保温12h±0.5h；然后，于800℃±20℃升温至1250℃±20℃，升温速率为8℃/min，再于1250℃±20℃保温30h±0.5h；最后，从1250℃±20℃以8℃/min的冷却速率冷却至室温；

4.如权利要求1所述的一种单晶粉末催化材料的制备方法，其特征在于，采用化学气相冷凝沉积方法制备CdIn2MoO7粉末催化材料，具体包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种单晶粉末催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述加热升温的程序为：

6.如权利要求1所述的一种单晶粉末催化材料的制备方法，其特征在于，采用流延成型和固相反应方法制备CdIn2MoO7粉末催化材料，具体步骤为：

7.根据权利要求6所述的一种单晶粉末催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述高温烧结过程具体为：以2℃/min的升温速率从室温升温至200℃±20℃，再以5℃/min的升温速率从200℃升温至600℃±20℃，保温4h±1h脱胶，最后以8℃/min的升温速率升温至1200℃±20℃，保温25h±2h。

8.一种含权利要求1所述CdIn2MoO7粉末催化材料的复合催化材料，其特征在于所述复合催化材料为CdIn2MoO7/二酮吡咯并吡咯-咔唑基共轭聚合物粉末催化材料和/或CdIn2MoO7/三维网状铝尖晶石粉末催化材料。

9.如权利要求8所述的复合催化材料的制备方法，其特征在于，采用溶剂热法制备CdIn2MoO7/二酮吡咯并吡咯-咔唑基共轭聚合物粉末催化材料，具体步骤为：

10.如权利要求8所述的复合催化材料的制备方法，其特征在于，采用溶胶-凝胶法制备CdIn2MoO7/三维网状铝尖晶石粉末催化材料，具体步骤为：

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【技术特征摘要】

1.一种单晶粉末催化材料，其特征在于，所述单晶粉末催化材料为cdin2moo7粉末催化材料。

2.如权利要求1所述的一种单晶粉末催化材料的制备方法，其特征在于，采用固相烧结方法制备cdin2moo7粉末催化材料，具体包括以下步骤：

4.如权利要求1所述的一种单晶粉末催化材料的制备方法，其特征在于，采用化学气相冷凝沉积方法制备cdin2moo7粉末催化材料，具体包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种单晶粉末催化材料的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾景飞，刘文露，马明贺，郝亮，文福祖，姜昱哲，
申请(专利权)人：南京大学苏州高新技术研究院，
类型：发明
国别省市：

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