本发明属于催化剂领域,涉及一种膨润土复合催化剂及环保用途。
背景技术:
挥发性有机化合物(vocs)是主要的大气污染物之一,特别是油漆、喷涂等行业产生的三苯系(苯、甲苯及二甲苯)废气,具有排放气量大、组分复杂、浓度低等特点,会造成严重的雾霾,破坏生态环境,并可致癌和致突变,危害人体健康。因此,治理vocs废气是今后一个十分重要与紧迫的问题。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种膨润土复合催化剂及环保用途。
上述目的是通过如下技术方案实现的:
一种膨润土复合催化剂,制备方法包括如下步骤:
步骤a:将膨润土粉在搅拌状态下缓慢加入到装有98%浓硫酸中,温度维持在10℃以下,再缓慢加入偏钛酸和高锰酸钾的混合物,10℃以下低温反应;再在30-40℃恒温水浴中保温搅拌的条件下缓慢加入温水,使温度上升到98℃,再倒入30%的双氧水,趁热过滤;最后用稀盐酸洗涤滤饼,直至无硫酸根离子,再在真空中干燥,即可制得氧化膨润土;
步骤b:取上述制成的氧化膨润土,加入去离子水超声搅拌均匀,在搅拌的条件下加入钛酸丁酯、乙醇、乙酸;混合物在60-70℃下加热3-6h后分离得到沉淀,将沉淀物加入到氢氧化钠溶液中,150-200℃条件下循环加热,加入稀盐酸中和,再用去离子水洗净烘干;
步骤c:取步骤b所得样品、高锰酸钾、硝酸锰和硝酸锌混合形成固体混合物,超声振荡,加入蒸馏水并搅拌使固体混合物完全溶解于蒸馏水中形成溶液,然后将溶液转移到不锈钢反应釜中150-200℃加热,过滤洗涤后在干燥,最后煅烧即得膨润土复合催化剂。
进一步地,步骤a偏钛酸和高锰酸钾质量分别为膨润土粉的10-20%、5-15%。
进一步地,步骤b中100g氧化膨润土对应添加12-16ml钛酸丁酯、160-220ml乙醇和45-65ml乙酸。
进一步地,步骤c中,100g步骤b所得样品对应添加高锰酸钾6-10g。
进一步地,步骤c中,100g步骤b所得样品对应添加硝酸锰7-9g。
进一步地,步骤c中,100g步骤b所得样品对应添加硝酸锌3-7g。
上述膨润土复合催化剂在催化降解挥发性有机物方面的应用。
本发明的有益效果:
本发明提供的膨润土复合催化剂对挥发性有机物具有催化降解的作用。
具体实施方式
下面拟通过具体实施例具体介绍本发明创造的技术方案。
实施例1:
一种膨润土复合催化剂,制备方法包括如下步骤:
步骤a:将膨润土粉在搅拌状态下缓慢加入到装有98%浓硫酸中,温度维持在10℃以下,再缓慢加入偏钛酸和高锰酸钾的混合物,10℃以下低温反应;再在35℃恒温水浴中保温搅拌的条件下缓慢加入温水,使温度上升到98℃,再倒入30%的双氧水,趁热过滤;最后用稀盐酸洗涤滤饼,直至无硫酸根离子,再在真空中干燥,即可制得氧化膨润土;
步骤b:取上述制成的氧化膨润土,加入去离子水超声搅拌均匀,在搅拌的条件下加入钛酸丁酯、乙醇、乙酸;混合物在65℃下加热4.5h后分离得到沉淀,将沉淀物加入到氢氧化钠溶液中,180℃条件下循环加热,加入稀盐酸中和,再用去离子水洗净烘干;
步骤c:取步骤b所得样品、高锰酸钾、硝酸锰和硝酸锌混合形成固体混合物,超声振荡,加入蒸馏水并搅拌使固体混合物完全溶解于蒸馏水中形成溶液,然后将溶液转移到不锈钢反应釜中180℃加热,过滤洗涤后在干燥,最后煅烧即得膨润土复合催化剂。
其中,步骤a偏钛酸和高锰酸钾质量分别为膨润土粉的15%、10%;步骤b中100g氧化膨润土对应添加钛酸丁酯14ml钛酸丁酯、190ml乙醇和55ml乙酸;步骤c中,100g步骤b所得样品对应添加高锰酸钾8g,步骤c中,100g步骤b所得样品对应添加硝酸锰8g,步骤c中,100g步骤b所得样品对应添加硝酸锌5g。
实施例2:
一种膨润土复合催化剂,制备方法包括如下步骤:
步骤a:将膨润土粉在搅拌状态下缓慢加入到装有98%浓硫酸中,温度维持在10℃以下,再缓慢加入偏钛酸和高锰酸钾的混合物,10℃以下低温反应;再在30℃恒温水浴中保温搅拌的条件下缓慢加入温水,使温度上升到98℃,再倒入30%的双氧水,趁热过滤;最后用稀盐酸洗涤滤饼,直至无硫酸根离子,再在真空中干燥,即可制得氧化膨润土;
步骤b:取上述制成的氧化膨润土,加入去离子水超声搅拌均匀,在搅拌的条件下加入钛酸丁酯、乙醇、乙酸;混合物在60℃下加热6h后分离得到沉淀,将沉淀物加入到氢氧化钠溶液中,150℃条件下循环加热,加入稀盐酸中和,再用去离子水洗净烘干;
步骤c:取步骤b所得样品、高锰酸钾、硝酸锰和硝酸锌混合形成固体混合物,超声振荡,加入蒸馏水并搅拌使固体混合物完全溶解于蒸馏水中形成溶液,然后将溶液转移到不锈钢反应釜中150℃加热,过滤洗涤后在干燥,最后煅烧即得膨润土复合催化剂。
其中,步骤a偏钛酸和高锰酸钾质量分别为膨润土粉的10%、5%;步骤b中100g氧化膨润土对应添加钛酸丁酯12ml钛酸丁酯、160ml乙醇和45ml乙酸;步骤c中,100g步骤b所得样品对应添加高锰酸钾6g,步骤c中,100g步骤b所得样品对应添加硝酸锰7g,步骤c中,100g步骤b所得样品对应添加硝酸锌3g。
实施例3:
一种膨润土复合催化剂,制备方法包括如下步骤:
步骤a:将膨润土粉在搅拌状态下缓慢加入到装有98%浓硫酸中,温度维持在10℃以下,再缓慢加入偏钛酸和高锰酸钾的混合物,10℃以下低温反应;再在40℃恒温水浴中保温搅拌的条件下缓慢加入温水,使温度上升到98℃,再倒入30%的双氧水,趁热过滤;最后用稀盐酸洗涤滤饼,直至无硫酸根离子,再在真空中干燥,即可制得氧化膨润土;
步骤b:取上述制成的氧化膨润土,加入去离子水超声搅拌均匀,在搅拌的条件下加入钛酸丁酯、乙醇、乙酸;混合物在70℃下加热3h后分离得到沉淀,将沉淀物加入到氢氧化钠溶液中,200℃条件下循环加热,加入稀盐酸中和,再用去离子水洗净烘干;
步骤c:取步骤b所得样品、高锰酸钾、硝酸锰和硝酸锌混合形成固体混合物,超声振荡,加入蒸馏水并搅拌使固体混合物完全溶解于蒸馏水中形成溶液,然后将溶液转移到不锈钢反应釜中200℃加热,过滤洗涤后在干燥,最后煅烧即得膨润土复合催化剂。
其中,步骤a偏钛酸和高锰酸钾质量分别为膨润土粉的20%、15%;步骤b中100g氧化膨润土对应添加钛酸丁酯16ml钛酸丁酯、220ml乙醇和65ml乙酸;步骤c中,100g步骤b所得样品对应添加高锰酸钾10g;步骤c中,100g步骤b所得样品对应添加硝酸锰9g;步骤c中,100g步骤b所得样品对应添加硝酸锌7g。
实施例1-3制备的膨润土复合催化剂可以催化降解挥发性有机物。