[发明专利]基体改性的Pd/Fe/PVDF·Al2O3催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工和催化剂技术领域，具体而言，涉及基体改性的Pd/Fe/PVDF·Al2O3催化剂的制备方法。 

背景技术

由于聚偏氟乙烯(PVDF)具有耐酸、耐碱及特别稳定的性能其作为载体受到人们的关注，尽管PVDF具有很多优点，但由于它具有强烈的疏水性，易造成膜污染，使PVDF膜的应用受到了严重的限制，但是PVDF载体的疏水性使其很难与水溶液接触浸润，为了能够使纳米Pd/Fe催化还原剂成功地负载在PVDF疏水材料上，有必要对载体进行有效的亲水改性，来提高PVDF载体表面的亲水性。 

发明内容

本发明的目的是提供一种基体改性的Pd/Fe/PVDF·Al2O3催化剂的制备方法，为了实现本发明的目的，拟采用如下技术方案： 

本发明涉及一种基体改性的Pd/Fe/PVDF·Al2O3催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤： 

（1）PVDF·Al2O3改性载体的制备 

将一定量的聚偏氟乙烯粉末溶于N,N-二甲基乙酰胺溶剂中，持续搅拌直至完全溶解，向其中加入纳米三氧化二铝(Al2O3)颗粒，加入分散剂六偏磷酸钠((NaPO₃)₆)促进颗粒均匀分散，加入成孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)使制备的载体具有一定孔隙，当Al2O3与溶剂均匀混合后，置于超声分散器中20-40min后取出，恒温静止24-48h以脱除溶液中的气泡；在室温下用固-液相转化法将脱泡后的溶液流延在玻璃板，并用刮刀刮出适当厚度，制备出基体改性的载体；将改性载体在乙醇溶液中固化放置24h，取出用蒸馏水清洗放置与去离子水中备用； 

（2）PAA交联的Fe²⁺/PVDF·Al2O3的制备 

取PVDF·Al2O3改性载体放入由乙二醇、F_eSO₄·7H₂O溶液和PAA溶液组成的混合溶液中，浸泡10-20min，取出载体后，将载体放到网状支撑上方，放入真空干燥箱中于110-120℃烘干2-4h，得到经PAA交联处理的含有Fe²⁺的PVDF·Al2O3载体； 

（3）纳米Pd/Fe/PVDF·Al2O3催化还原剂的制备 

先将PAA交联的Fe²⁺/PVDF·Al2O3载体浸入到0.3-0.5M的KBH₄的KOH溶液中8-12min，将载体上所螯合的二价铁离子还原生成了纳米铁颗粒；将负载纳米铁的PVDF·Al2O3载体放入含有一定醋酸钯的乙醇溶液中钯化10-15min，Pd²⁺在纳米单质铁的还原下沉积在纳米铁表面，用无水乙醇清洗的载体表面，则可制备出负载型纳米Pd/Fe/PVDF·Al2O3催化还原剂，将Pd/Fe/PVDF·Al2O3用乙醇清洗三次，放入无水乙醇中备用。 

在本发明的一个优选实施方式中，纳米Al2O3的添加量为PVDF的1-4%，优选为2%。 

在本发明的另一个优选实施方式中，所述交联液中FeSO₄·7H₂O的浓度为2.5-3.5%。 

在本发明的另一个优选实施方式中，催化剂中的铁是以Fe°的形式存在。 

本发明对PVDF载体进行基体改性，制备PVDF·Al2O3载体，增加铁的负载量和提高脱氯率。 

附图说明

图1纳米Al2O3含量对PVDF载体比表面积的影响； 

图2不同Al2O3添加量对PVDF载铁量的影响； 

图3不同改性PVDF·Al2O3载体对MCAA脱氯率的影响； 

图4亲水化与未亲水化对不同改性PVDF·Al2O3载体的载铁量影响； 

图5亲水化与未亲水化对PVDF·Al2O3载体脱氯率影响； 

图6PAA与Fe2+及EG的螯合反应； 

图7采用PAA交联的PVDF·Al2O3载体制备负载纳米Pd/Fe双金属颗粒的流程图； 

图8交联液浓度对PVDF·Al2O3载体上铁含量的影响； 

图9FeSO4·7H2O含量与载铁量的关系； 

图10纳米Pd/Fe/PVDF·Al2O3双金属颗粒的XRD谱图。 

具体实施方式

1PVDF·Al2O3载体的制备工艺