专利名称：一种多孔磷酸银催化剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种多孔磷酸银催化剂的制备方法，属于环境保护中污水处理领域。
背景技术：
传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题，污水治理一直得不到好的解决。纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。1972年开始发现TiO2氧化活性较高，化学稳定性好，对人体无毒害，成本低，无污染，应用范围广，因而最受重视，但是TiO2的禁带宽度较大(例如锐钛矿TiO2的禁带宽度Eg=3. 2 eV)，仅能吸收紫外光区(波长小于387 nm)的光，对太阳能的利用效率较低。2010年6月，物质材料研究机构研究人员发现磷酸银具有光催化剂的效果，且光氧化效果是目前已知各种光催化剂的数十倍以上。水滑石类化合物LDHs)是由层间阴离子及带正电荷层板堆积而成的化合物。水滑石化学结构通式为[M2YxM3+X (OH) 2]x+ [(An- )χ/η·πιΗ20]，其中M2+和M3+分别为位于主体层 板上的二价和三价金属阳离子，如Mg2 +、Ni2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Pd2+、Fe2+等二价阳离子和Al3+、Cr3+、Co3+、Fe3+等三价阳离子均可以形成水滑石；Αη_为层间阴离子，可以包括无机阴离子，有机阴离子，配合物阴离子、同多和杂多阴离子；xSM37(M2++M3+)的摩尔比值，大约是4:1到2:1 ;m为层间水分子的个数。其结构类似于水镁石Mg(OH)2，由八面体共用棱边而形成主体层板。位于层板上的二价金属阳离子M2+可以在一定的比例范围内被离子半价相近的三价金属阳离子M3+同晶取代，使得层板带正电荷，层间存在可以交换的的阴离子与层板上的正电荷平衡，使得LDHs的整体结构呈电中性。层间的阴离子可被交换，经过一系列改性，水滑石材料可以得到许多种性能各异的物质。吸附是多相催化反应的重要步骤，提高吸附效果有利于增进催化速度。将吸附剂制成多孔材料，有利于增进吸附并能促进催化剂的固液分离。如果该材料的孔洞能达到纳米级，则可以扩大催化剂的比表面积并发挥纳米效应，促进催化效果。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种多孔磷酸银催化剂的制备方法，该方法是将磷酸银制成多孔材料，利于吸附、既可以保持其纳米效应又可以利于沉淀分离。本发明采用的技术方案是采用如下步骤
I)将硝酸银和硝酸铝按照摩尔比为I I :1. 5的量配置成总浓度为2 4 mol/L的溶
液；
2)向该溶液中滴加质量浓度为509T70%Na0H溶液，调节pH值至8 10，滴加时在300^400 rpm下快速搅拌60 120分钟，滴加完成后在60 701条件下老化24 48 h，老化完成后固液分离，将固体用去离子水清洗2 3遍，在7(T90°C下烘干；
3)将步骤2)烘干后的固体加入到浓度为2 4 mol/L的正磷酸盐溶液中，每升正磷酸盐溶液中加入2(T200 g，搅拌2飞h，室温下老化12 24 h，老化完成后固液分离，将固体用去离子水清洗2 3遍，在7(T90°C下烘干；
4)将步骤3)烘干后的固体在马弗炉中以45(T550°C下煅烧2 3h，得到多孔磷酸银催化剂。本发明的有益效果是
I.利用催化剂本身的结构形成载体，使载体和催化一体，无需额外载体，避免负载催化剂从载体表面剥落。2.催化剂形成纳米层结构，具有纳米效应，有利于发挥催化效应。3.层状结构有利于形成较大的比表面积，可以促进吸附，进而让催化效果更好。
具体实施例方式先将硝酸银和硝酸铝按照摩尔比为I I :1. 5的量配置成总浓度为2 4 mol/L的溶液，再向该溶液中滴加质量浓度为509T70%Na0H溶液调节pH值至8 10，滴加时在300^400 rpm下快速搅拌60 120分钟，滴加完成后在6(T70°C条件下老化24 48 h，老化完成后固液分离，将固体用去离子水清洗2 3遍，在7(T90°C下烘干，在此过程中银离子和铝离子形成类水滑石结构的层状固体。将得到的固体加入到浓度为2 4 mol/L的正磷酸盐溶液中，每升正磷酸盐溶液中加入2(T200 g，搅拌2飞h，室温下老化12 24 h，老化完成后固液分离，将固体用去离子水清洗2 3遍，在7(T90°C下烘干，在此过程中磷酸根和类水滑石中的阴离子，硝酸根交换，形成磷酸银结构；将烘干固体在马弗炉中以45(T550°C下煅烧2 3h，经过煅烧，得到多孔磷酸银催化剂。以下提供本发明的3个实施例
实施例I
将硝酸银和和硝酸铝按照摩尔比为I :1. 5的量配置成总浓度为4 mol/L的溶液；向该溶液中滴加质量浓度为70%Na0H溶液调节pH值至10，滴加时在400 rpm下快速搅拌120分钟，滴加完成后在70°C条件下老化48 h，老化完成后固液分离，将固体用去离子水清洗3遍，在90°C下烘干；将得到的固体加入到浓度为4 mol/L的正磷酸盐磷酸钠溶液中，每升正磷酸盐溶液中加入200 g，搅拌6 h，室温下老化24 h，老化完成后固液分离，将固体用去离子水清洗3遍，在90°C下烘干；将固体在马弗炉中以550°C下煅烧2h，得到多孔磷酸银催化剂。将得到的多孔磷酸银催化剂O. 5g加入到500mL浓度为30 mg/L的酸性红废水中，在500 金卤灯照射下，反应25 min，脱色率为99. 1%，催化剂分离简单，可以重复利用。实施例2
将硝酸银和和硝酸铝按照摩尔比为I :1的量配置成总浓度为2mol/L的溶液；向该溶液中滴加质量浓度为50%Na0H溶液调节pH值至8，滴加时在300 rpm下快速搅拌60分钟，滴加完成后在60°C条件下老化24 h，老化完成后固液分离，将固体用去离子水清洗2遍，在70°C下烘干；将得到的固体加入到浓度为2 mol/L的正磷酸盐磷酸钾溶液中，每升磷酸钾溶液中加入20 g，搅拌2 h，室温下老化12 h，老化完成后固液分离，将固体用去离子水清洗2遍，在70°C下烘干；将固体在马弗炉中以450°C下煅烧3h，得到多孔磷酸银催化剂。将得到的多孔磷酸银催化剂0. 5g加入到500mL浓度为35 mg/L的金橙7废水中，在500w金卤灯照射下，反应25 min，脱色率为98. 7%，催化剂分离简单，可以重复利用。实施例3
将硝酸银和和硝酸铝按照摩尔比为I :1. 5的量配置成总浓度为3 mol/L的溶液；向该溶液中滴加质量浓度为60%Na0H溶液调节pH值至9，滴加时在350 rpm下快速搅拌80分钟，滴加完成后在70°C条件下老化30 h，老化完成后固液分离，将固体用去离子水清洗3遍，在80°C下烘干；将得到的固体加入到浓度为4 mol/L的磷酸钠溶液中，每升磷酸钠溶液中加入100 g,搅拌4h，室温下老化18h，老化完成后固液分离，将固体用去离子水清洗3遍，在80°C下烘干；将固体在马弗炉中以500°C下煅烧2h，得到多孔磷酸银催化剂。将得到的多孔磷酸银催化剂O. 5g加入到500mL浓度为30 mg/L的玫瑰红B废水 中，在500 金卤灯照射下，反应25min，脱色率为99. 2%，催化剂分离简单，可以重复利用。
权利要求
1.一种多孔磷酸银催化剂的制备方法，其特征是采用如下步骤 I)将硝酸银和硝酸铝按照摩尔比为I I :1. 5的量配置成总浓度为2 4 mol/L的溶液； 2)向该溶液中滴加质量浓度为509T70%Na0H溶液，调节pH值至8 10，滴加时在300^400 rpm下快速搅拌60 120分钟，滴加完成后在6(T70°C条件下老化24 48 h，老化完成后固液分离，将固体用去离子水清洗2 3遍，在7(T90°C下烘干； 3)将步骤2)烘干后的固体加入到浓度为2 4mol/L的正磷酸盐溶液中，每升正磷酸盐溶液中加入2(T200 g，搅拌2飞h，室温下老化12 24 h，老化完成后固液分离，将固体用去离子水清洗2 3遍，在7(T90°C下烘干； 4)将步骤3)烘干后的固体在马弗炉中以45(T550°C下煅烧2 3h，得到多孔磷酸银催化剂。
2.根据权利要求I所述的一种多孔磷酸银催化剂的制备方法，其特征是所述正磷酸盐为磷酸钠或磷酸钾。
全文摘要
本发明一种多孔磷酸银催化剂的制备方法，将硝酸银和硝酸铝按照摩尔比为1∶1～1∶1.5的量配置成总浓度为2～4mol/L溶液；向该溶液中滴加质量浓度为50%～70%的NaOH溶液，调节pH值至8～10，滴加时在300～400rpm下快速搅拌60～120分钟，滴加完成后老化24～48h，固液分离，固体加入到浓度为2～4mol/L的正磷酸盐溶液中，搅拌，老化，固液分离，清洗，烘干，煅烧，得到多孔磷酸银催化剂；利用催化剂本身的结构形成载体，使载体和催化一体，无需额外载体，避免负载催化剂从载体表面剥落，具有纳米效应，有利于发挥催化效应，层状结构有利于形成较大的比表面积，可以促进吸附，进而让催化效果更好。
文档编号B01J27/18GK102910608SQ20121041085
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者马建锋, 李良银, 李定龙, 杨彦 申请人:常州大学