[发明专利]一种Pt纳米颗粒改性活性炭的制备方法

说明书

本发明公开了一种Pt纳米颗粒改性活性炭的制备方法，步骤如下：将活性炭用去离子水洗涤，将活性炭加入到去离子水中，边搅拌边加入H₂O₂，搅拌3‑4h，将固体过滤分离，再用去离子水洗涤，25‑35℃下真空干燥；将干燥后的活性炭加入到去离子水中，边搅拌边加入K₂PtCl₄溶液，继续搅拌25‑35min，加入15‑25份抗坏血酸，40‑45℃下搅拌反应9‑11h，反应结束后，将固体过滤分离，25‑35℃下真空干燥即得。该方法简便、快捷、易操作，负载Pt催化剂大大提高了活性炭的吸附性能，可大规模制备。

技术领域

本发明涉及一种Pt纳米颗粒改性活性炭的制备方法。

背景技术

在所有的吸烟危害中，二手烟的污染尤其严重。研究表明，二手烟暴露可导致癌症、鼻部刺激症状、冠心病和呼吸系统疾病等。二手烟气中含有4000多种有害物质，其中40多种有害物质与癌症有关，包括烟碱、N-亚硝胺、多环芳烃等。二手烟也是室内空气中PM2.5污染的主要来源之一，一支卷烟所产生的主流烟气总量为400～500mg，其中气相物质占烟气总量的95%～96%，固体颗粒占4%～5%，因此二手烟是气相物质和固体颗粒组成的混合物。去除颗粒物最有效的办法是采用机械过滤对其进行净化分离。对于二手烟中的气相物质，吸附技术是主流的治理手段。目前吸附挥发性有机物常用的材料有碳基吸附剂、含氧基吸附剂和聚合物吸附剂等，如活性炭、石墨烯、分子筛、硅胶、金属氧化物和高分子吸附树脂。其中，分子筛是一种硅铝酸盐多微孔晶体，对极性分子和不饱和分子吸附性能较好；硅胶是一种大孔吸附剂，对高浓度的有机气体吸附容量大，但对低浓度的有机气体吸附容量小；活性炭是最常用的吸附剂，其比表面积很大，达500～2000m²/g，孔隙容积为0.20～0.60cm³/g，孔径分布较宽，可吸附不同大小组分的气体，对大部分的有机物吸附效果较好。未改性活性炭吸附主要是内部孔隙结构的物理吸附以及表面官能团的化学吸附，但吸附很容易达到饱和。活性炭表面的杂原子、化合物以及含氧官能团可在活性炭表面形成不同的活性中心，可通过表面改性提高其表面的化学特性，使活性炭获得特殊的吸附能力和催化能力。研究表明，在活性炭表面负载催化剂，可以延长活性炭的使用寿命。Pt具有良好的催化性能，在很多领域都有广泛的使用，但是Pt的价格昂贵且自然产量有限，可通过将Pt制成分散性良好的Pt纳米颗粒来提高Pt金属利用率和催化活性。由于活性炭表面和内部孔隙中官能团能形成大量的活性中心，会与Pt的前驱物发生相互作用，而这些官能团本身亦具有还原性，其会还原部分Pt的前驱物从而形成Pt核，这些核不仅为Pt离子的还原提供了活性点，还能起到锚定Pt纳米颗粒防止其团聚的作用。通过加入还原剂，能实现Pt纳米颗粒的原位还原生长，这种方法称为原位还原法。最终，通过原位还原法成功将Pt纳米颗粒负载到活性炭载体上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Pt纳米颗粒改性活性炭的制备方法。

本发明通过下面技术方案实现：

一种Pt纳米颗粒改性活性炭的制备方法，包括如下步骤：将25-35份活性炭用去离子水洗涤4-6次，将活性炭加入到90-100份去离子水中，边搅拌边加入50-60份质量分数为25%的H₂O₂，搅拌3-4h，将固体过滤分离，再用去离子水洗涤4-6次，将过滤分离后获得的固体转移至真空干燥箱，25-35℃下真空干燥；将干燥后的活性炭加入到75-85份去离子水中，边搅拌边加入10-20份浓度为0.1mol/L的K₂PtCl₄溶液，继续搅拌25-35min，加入15-25份抗坏血酸，40-45℃下搅拌反应9-11h，反应结束后，将固体过滤分离，分离所得的固体转移至真空干燥箱，25-35℃下真空干燥即得；各原料均为重量份。

优选地，所述的制备方法中，搅拌3.5h。

优选地，所述的制备方法中，30℃下真空干燥。