[发明专利]Cr离子掺杂Mn3 有效
申请号: | 202010141692.7 | 申请日: | 2020-03-04 |
公开(公告)号: | CN111215049B | 公开(公告)日: | 2022-07-19 |
发明(设计)人: | 范晓星;杨媛;成祥祥 | 申请(专利权)人: | 辽宁大学 |
主分类号: | B01J23/34 | 分类号: | B01J23/34;B01D53/86;B01D53/72 |
代理公司: | 沈阳杰克知识产权代理有限公司 21207 | 代理人: | 金春华 |
地址: | 110000 辽宁*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | cr 离子 掺杂 mn base sub | ||
本发明公开了Cr离子掺杂Mn3O4热催化材料及其制备方法和应用。铬盐或铬碱加入锰盐的水溶液中,将混合溶液加入到碱溶液中,超声使,离心,烘干冷却后得前驱体,将前驱体研磨后进行高温煅烧处理,得到Cr‑Mn3O4。利用本发明的方法制备的Cr离子掺杂Mn3O4热催化材料,改善了Mn3O4在黑暗条件下,对低温下热响应低的缺陷,提高了晶格氧的在晶格中的移动,降低了反应所需的起始温度,提高了热降解速率,进而可以有效的提高热催化活性,该方法成本低、方法简单、操作简洁。利用其在黑暗条件下,通过加热可降解有机污染物。
技术领域
本发明涉及一种掺杂材料的制备方法,以及在黑暗条件下的热催化性能在降解挥发性有机污染物技术领域的应用,具体涉及Cr离子掺杂Mn3O4热催化材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着人类社会的发展,化石燃料的燃烧引发了一系列严重的环境问题,太阳能的获取和转化为可用能源已经成为人类社会的关键问题。近年来,光催化降解有机污染物以其无污染、反应条件温和等优点受到越来越多的关注。然而,由于光催化材料对其自身带宽的影响,带宽越大,光响应范围越小,光催化利用率越低。在此基础上,提出了在黑暗条件下不同温度下的热催化材料,热催化技术是一种可持续发展且环境友好的技术,具有无二次污染、可循环再生等特点。热催化机理一般为,污染物被催化剂中的晶格氧化,产生氧空位和活性氧催化剂。随后,氧空位和氧气产生晶格氧。掺杂是提高热催化性能的一种有效且简便的方法,因为掺杂可能引起比表面积的变化,掺杂离子的掺入会产生晶格缺陷,使得晶格中的氧原子更容易迁移,进而降低了反应的起始温度,提高了热催化反应效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种Cr离子掺杂Mn3O4热催化材料及其制备方法,该方法易操作、简单、方便、成本低、条件温和、有利于大规模生产。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:Cr离子掺杂Mn3O4热催化材料,制备方法如下:
1)配制锰盐的水溶液;配制碱溶液;
2)将铬盐或铬碱加入锰盐的水溶液中,超声使其混合均匀;
3)将步骤2)得到的混合溶液加入到碱溶液中;超声使其混合均匀;离心后得沉淀物,烘干冷却后得前驱体;
4)将步骤3)所得前驱体进行高温煅烧处理,得到目标产物。
优选地,上述的Cr离子掺杂Mn3O4热催化材料,步骤1)中,所述锰盐为醋酸锰、硝酸锰或者氯化锰。
优选地,上述的Cr离子掺杂Mn3O4热催化材料,步骤1)中,所述碱溶液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液或者氢氧化铵水溶液。
优选地,上述的Cr离子掺杂Mn3O4热催化材料,步骤2)中,所述铬盐为硝酸铬,所述铬碱为氢氧化铬。
优选地,上述的Cr离子掺杂Mn3O4热催化材料,步骤2)中,按摩尔比,Mn2+:Cr3+=1:0.01-0.2。
优选地,上述的Cr离子掺杂Mn3O4热催化材料,步骤2)中,按摩尔比,Mn2+:碱中 OH-=1:2-4。
优选地,上述的Cr离子掺杂Mn3O4热催化材料,步骤3)中,烘干温度为50-100℃。
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