一种纸状梯度多孔微纤复合Co3O4催化剂及其MOFs模板制备方法与应用

文档序号:26142150发布日期:2021-08-03 14:26阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种纸状梯度多孔微纤复合co3o4催化剂的mofs模板制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)将胶黏剂和微纤维加入水中,混合均匀,得到浆液,抄片,干燥,得到载体前驱体,在惰性气氛下将所述载体前驱体升温进行烧结处理,得到纸状烧结纤维载体;

(2)将步骤(1)所述纸状烧结纤维载体浸泡在3-氨基丙基三乙氧基硅烷的溶液中,升温进行溶剂热反应,冷却至室温,取出纸状烧结纤维载体,清洗,干燥,得到修饰后的纸状烧结纤维载体;

(3)将步骤(2)所述修饰后的纸状烧结纤维载体浸泡在晶种生长液中,取出,干燥得到沉积mofs晶种的纸状烧结微纤载体;将所述沉积mofs晶种的纸状烧结微纤载体浸泡在二次生长液中,升温进行溶剂热反应,取出,干燥得到微纤复合mofs膜材料;

(4)将步骤(3)所述微纤复合mofs膜材料升温进行煅烧处理,冷却至室温,得到所述纸状梯度多孔微纤复合co3o4催化剂。

2.根据权利要求1所述的纸状梯度多孔微纤复合co3o4催化剂的mofs模板制备方法,其特征在于,步骤(1)所述胶黏剂为纤维素、热固树脂中的一种以上;所述微纤维为陶瓷纤维、玻璃纤维、金属纤维中的一种以上,所述微纤维的直径为4-10μm;所述胶黏剂和微纤维的质量比为1:(1-8);所述微纤维与水的质量之比为200-400:1g/ml。

3.根据权利要求1所述的纸状梯度多孔微纤复合co3o4催化剂的mofs模板制备方法,其特征在于,步骤(1)所述干燥的温度为110-150℃,干燥的时间为0.5-2h。

4.根据权利要求1所述的纸状梯度多孔微纤复合co3o4催化剂的mofs模板制备方法,其特征在于,步骤(1)所述烧结处理的温度为600-1400℃,烧结处理的时间为10-20min;所述惰性气氛为氮气、氩气或氦气气氛。

5.根据权利要求1所述的纸状梯度多孔微纤复合co3o4催化剂的mofs模板制备方法,其特征在于,在步骤(2)所述3-氨基丙基三乙氧基硅烷的溶液中,3-氨基丙基三乙氧基硅烷的浓度为1-5wt%;所述溶剂热反应的温度为50-150℃,溶剂热反应的时间为6-24h。

6.根据权利要求1所述的纸状梯度多孔微纤复合co3o4催化剂的mofs模板制备方法,其特征在于,步骤(3)所述晶种生长液为金属离子、有机配体与水混合均匀,形成的混合溶液;所述金属离子为co2+,有机配体为2-甲基咪唑;所述金属离子与有机配体的摩尔比为1:(40-80);所述金属离子与水的物质的量比为1:(1000-2000);步骤(3)所述修饰后的纸状烧结纤维载体浸泡在晶种生长液中的时间为4h-12h。

7.根据权利要求1所述的纸状梯度多孔微纤复合co3o4催化剂的mofs模板制备方法,其特征在于,步骤(3)所述二次生长液为金属离子、有机配体与有机溶剂混合均匀,形成的混合溶液;所述金属离子为co2+,有机配体为2-甲基咪唑;所述金属离子与有机配体的摩尔比为1:(4-20);所述金属离子与有机溶剂的物质的量比为1:(1000-2000);所述有机溶剂为乙醇溶剂或甲醇溶剂;步骤(3)所述溶剂热反应的温度为50-150℃,溶剂热反应的时间为12-36h。

8.根据权利要求1所述的纸状梯度多孔微纤复合co3o4催化剂的mofs模板制备方法,其特征在于,步骤(4)所述煅烧处理的温度为300-550℃,煅烧处理的气氛为空气气氛;所述煅烧处理的时间为1-4h;所述升温的速率为1-5℃/min。

9.一种由权利要求1-8任一项所述的mofs模板制备方法制得的纸状梯度多孔微纤复合co3o4催化剂。

10.权利要求9所述的纸状梯度多孔微纤复合co3o4催化剂在vocs的催化燃烧中的应用。


技术总结
本发明公开了一种纸状梯度多孔微纤复合Co3O4催化剂及其MOFs模板制备方法与应用。该方法包括:纸状烧结微纤载体的制备;采用3‑氨基丙基三乙氧基硅烷预处理纸状烧结微纤载体,获得预处理的纸状烧结微纤载体;采用晶种二次生长法在预处理过的纸状烧结微纤载体表面生长MOFs膜;微纤复合MOFs膜材料在空气气氛中煅烧使得生长在纸状烧结微纤载体表面的MOFs膜转化为多孔Co3O4。本发明以微纤复合MOFs膜材料为模板在纸状烧结纤维载体表面形成多孔Co3O4催化剂,其孔隙率高且可调节,机械强度高,可装填于固定床中强化传质传热、降低床层压降;该纸状梯度微纤复合多孔金属氧化物材料在催化领域有着一定的应用前景。

技术研发人员:丁婷;鄢瑛;张会平
受保护的技术使用者:华南理工大学
技术研发日:2021.04.07
技术公布日:2021.08.03
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