一种非贵金属氧化锌纳米片光催化剂及其制备方法和应用技术

技术编号:44186996 阅读:29 留言:0更新日期:2025-02-06 18:27
本发明专利技术属于光催化甲烷转化技术领域,具体涉及一种非贵金属氧化锌纳米片光催化剂及其制备方法和应用。结构式为TM‑ZnO,制备步骤如下:S1:将醋酸锌水溶液缓慢滴加到尿素水溶液中,超声处理30min后剧烈搅拌使其充分溶解,将混合物转移至微波反应器中加热,冷却、洗涤,待样品旋转蒸发干燥后,将样品在氩气氛围下高温焙烧;S2:焙烧的样品溶于N‑甲基‑2‑吡咯烷酮,将混合物在超声机上冰水浴超声处理,离心干燥得到ZnO纳米片;S3:将非贵金属前驱体溶解于去离子水,加入ZnO纳米片搅拌均匀,用减压蒸馏旋转蒸发仪将溶液蒸干;S4:将样品转移至马弗炉焙烧,冷却至室温后得到TM‑ZnO样品。该制备方法简单,制备的催化剂催化活性强,甲烷直接转化为甲醛转化率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光催化甲烷转化,具体涉及一种非贵金属氧化锌纳米片光催化剂及其制备方法和应用


技术介绍

1、与煤炭和石油相比,天然气燃烧释放的硫化物和氮化物较少,是最清洁的化石能源。随着天然气探明储量的不断增加,它的主要成分甲烷不仅作为燃料,也作为化工原料获得了研究者的广泛关注。天然气在常温常压时是气体,主要分布在偏远地区,需要在高压制冷后才能通过管道运输,导致天然气成本的增加。另一方面,甲烷作为一种温室气体,其温室效应是二氧化碳(co2)的20倍以上。因此,将甲烷转化为一种高价值的化学品不仅可以降低其运输的费用,同时对实现环境保护和双碳目标有重要的意义。作为甲烷的衍生物,甲醛是工业树脂和塑料生产的重要前体,在纺织和制药行业也被广泛应用。因此,将甲烷直接光催化氧化为甲醛更加环保、高效,对环境保护和双碳目标有重要的意义。

2、中国专利cn104710291a公开了一种甲烷光催化氧化制备甲醛的方法,采用水热法制备的锌钼氧化物负载分子筛光催化氧化甲烷制甲醛,该反应在常压下即可进行,但是反应温度为80~110℃,反应时需要加热,损耗大。中国专利cn111本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种非贵金属氧化锌纳米片光催化剂,其特征在于,结构式为TM-ZnO;其中非贵金属负载量为0.025~1.0wt%,ZnO为具有丰富的孔结构以及氧空位的氧化锌纳米片,非贵金属为Fe、Co、Ni和Cu。

2.权利要求1所述的一种非贵金属氧化锌纳米片光催化剂的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:

3.根据权利要求2所述的一种非贵金属氧化锌纳米片光催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中的尿素与醋酸锌的摩尔比为(1~3.5):1。

4.根据权利要求3所述的一种非贵金属氧化锌纳米片光催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中微波炉反应器中加热温度为10...

【技术特征摘要】

1.一种非贵金属氧化锌纳米片光催化剂,其特征在于,结构式为tm-zno;其中非贵金属负载量为0.025~1.0wt%,zno为具有丰富的孔结构以及氧空位的氧化锌纳米片,非贵金属为fe、co、ni和cu。

2.权利要求1所述的一种非贵金属氧化锌纳米片光催化剂的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:

3.根据权利要求2所述的一种非贵金属氧化锌纳米片光催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中的尿素与醋酸锌的摩尔比为(1~3.5):1。

4.根据权利要求3所述的一种非贵金属氧化锌纳米片光催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中微波炉反应器中加热温度为100~200℃,功率为300w,且持续加热时间为5~10h,高温焙烧温度为400~700℃,且持续加热时间为5~10h。

5.根据权利要求4所述的一种非贵金属氧化锌纳米片光催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中混合物浓度为5~10mg/ml,超声频率为60~100w时间为1~3h,离心速度为2~6krpm...

【专利技术属性】
技术研发人员:左志军陈艳群胡秋霞张瑞鑫李刚森高志华毛磊鑫
申请(专利权)人:太原理工大学
类型:发明
国别省市:

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