[发明专利]单晶Ag纳米片/Co3O4/Eu0.6Sr0.4FeO3复合催化剂、制备及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维有序大孔结构的负载型复合催化剂单晶Ag纳米片/Co₃O₄/Eu_0.6Sr_0.4FeO₃，该催化剂的银溶胶原位负载制备方法，及其在催化燃烧消除易挥发性有机污染物(VOCs)方面的应用，属于复合催化剂技术领域。

背景技术

三维有序大孔结构（3DOM）钙钛矿型氧化物材料（ABO₃）由于其具有较大的比表面积、发达的孔隙结构、较高的稳定性、化学构成的可设计性及良好的磁电性能，在许多领域都具有较大的应用潜力，尤其在多相催化领域其制备方法和催化性能已被广泛研究，主要是以聚乙烯微球或者聚甲基丙烯酸甲酯微球堆积成的三维有序结构的胶晶模板通过纳米复制法制备。目前，多种3DOM结构的钙钛矿型氧化物已被合成出来，如LaFeO₃（M.Sadakane et al.,CHEMISTRYOF MATERIALS,2005,17:3546-3551）、LaCoO₃（J.F.Xu et al.,JOURNAL OFCATALYSIS,2011,282:1-12）、LaMnO₃（Y.X.Liu et al.,JOURNAL OF CATALYSIS,2012,287:149-160）、SrFeO₃(K.M.Ji et al.,APPLIED CATALYSIS A-GENERAL,2012,425:153-160)、EuFeO₃（中国发明专利，申请号：201110275386.3）及相应的A位或B位阳离子掺杂得到的钙钛矿型物质如La_1-xK_xFeO₃和LaCo_xFe_1-x0₃（J.F.Xu et al.,JOURNAL OF CATALYSIS,2011,282:1-12,CATALYSIS TODAY,2010,153:136-142），此外也有关于负载型3DOM ABO₃的报道,如利用超声膜扩散法（UAMR法）制备纳米金颗粒负载的Au/LaFeO₃（Y.C.Wei et al.,ANGEWANDTECHEMIE INTERNATIONAL EDITION,2011,50:2326–2329）和本研究室以等体积浸渍法制备的CoO_x/Eu_0.6Sr_0.4FeO₃（中国发明专利，申请号：201110275386.3），并且负载后的催化剂的催化活性较原来都得到了良好改善。但迄今为止，国内外尚无在钙钛矿物质上负载单晶材料的相关文献报道。此外，Ag不但是一种较常见和较便宜的贵金属，更具有如催化、抗菌、导电、导热、表面增强拉曼散射效应等诸多不同寻常的性能，在医用生物材料、催化、微电子线路及光电器件等方面存在很好的应用前景，特别是在催化领域，Ag不但具有较好的催化氧化活性（但其活性不如Pt和Pd）,还因其良好的光学性质在光催化方面同样表现出优异的性能。因此，若能制备出兼具钙钛矿性质和银纳米材料特殊催化性质的材料将具有非常的意义。目前，制备纳米银粒子的方法有很多，如采用微波法制备粒纳米银晶(李梅等，实验室研究与探索，2006，25:24-25)，利用水合肼还原硝酸银制备纳米银粒子(张云竹等，化工新型材料，2006，34:31-32)，通过超声波辅助膜还原法（UAMR法）制备纳米银粒子（王振阳等，高等学校化学学报，2007，28:1756-1758），庄等利用双氧水在常温下通过NaBH₄还原法制备三角形银纳米片(中国发明专利，授权号：CN 101947655A)，殷亚东课题组则更加系统的研究了此种制备方法（Q.Zhang et al.,JOURNAL OF THE AMERICANCHEMICAL SOCIETY 2011,133:18931–18939）；等等。此外，占等曾利用单质铜和银粒子之间的置换反应在铜材料表面制备出了银单晶纳米片(中国发明专利，授权号：CN 101781759B)。