[发明专利]一种掺杂型纳米二氧化锰-石墨烯/Al2

说明书

本发明提供一种掺杂型纳米二氧化锰‑石墨烯/Al₂O₃催化剂的制备方法、催化剂和应用，明涉及催化剂制备技术领域。为解决单纯的金属氧化物催化剂造价过高，比例不唯一常常造成用料浪费，负载催化剂也存在一些固有问题，比如负载量的确定，长时间浸泡的催化剂经常结构松散，重复使用后效率降低过快，导致不能重复多次使用；与水体接触时间短，降解率低下；有效物质融入水中导致流失等等问题，本发明提供的方法为：GO加入MnO₂混合反应，烘干，研磨，过筛；加入Al₂O₃混匀制成球形，焙烧后得到催化剂。本发明提供的制备方法成本低，催化剂效果好并且可循环使用多次。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域。

背景技术

非均相臭氧催化氧化体系是指在臭氧氧化过程中投加催化剂而形成催化剂协同臭氧氧化作用的体系，从而降低反应过程的活化能或者改变氧化反应过程，达到深度氧化的目的，从而去除有机污染物。与均相臭氧催化氧化体系相比较，该体系存在固相、液相和气相，因而反应更加复杂。通常而言，该技术的氧化效率和工程应用价值受到催化剂活性、稳定性和使用寿命的影响

金属氧化物常被选作臭氧催化氧化体系的催化剂，反应机理是吸附于金属氧化物表面上的臭氧发生分解产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH)，进而在催化剂表面和溶液中发生自由基链式反应。

非均相臭氧催化氧化体系的催化反应可能发生在溶液或固体催化剂表面。催化剂分为两大类：一种是单独的金属氧化物；另一类是载体上的金属或金属氧化物。

常见的作为催化剂的金属氧化物有：MnO₂、CeO₂、TiO₂、Fe_xO_y和γ-Al₂O₃但因为负载型催化剂载体具有合适的孔结构且具有较大比表面积的优点使其成为了研究最多的催化剂。除满足以上条件外，载体需要提供给其上负载的催化剂一定的抗压能力，和良好的热稳定性，能够在一定程度上节约活性组分用量。常用的载体有二氧化钛、活性炭、蜂窝陶瓷、三氧化二铝。常见的负载型催化剂有MnO_X/MCM-41、CeO_x/AC、TiO₂/Al₂O₃和纳米-TiO₂/沸石分子筛等。单纯的金属氧化物催化剂造价过高，比例不唯一常常造成用料浪费，负载催化剂也存在一些固有问题，比如负载量的确定，长时间浸泡的催化剂经常结构松散，重复使用后效率降低过快，导致不能重复多次使用；与水体接触时间短，降解率低下；有效物质融入水中导致流失等等。

发明内容

为解决上述单纯的金属氧化物催化剂造价过高，比例不唯一常常造成用料浪费，负载催化剂也存在一些固有问题，比如负载量的确定，长时间浸泡的催化剂经常结构松散，重复使用后效率降低过快，导致不能重复多次使用；与水体接触时间短，降解率低下；有效物质融入水中导致流失等等问题，本发明提供一种掺杂型纳米二氧化锰-石墨烯/Al₂O₃催化剂的制备方法。

本发明提供的掺杂型纳米二氧化锰-石墨烯/Al₂O₃催化剂的制备方法采用反应釜水热合成法，具体为：

(1)取氧化石墨烯(GO)，加水搅拌使其分散均匀，加入前驱物，混合均匀，将混合物置于140～200℃反应10～16h，冷却至室温后，取出反应物，烘干，研磨，过筛；

(2)取步骤(1)所得产物加入Al₂O₃混合均匀，制成球形，烘干，冷却至室温后，在氮气气氛保护下于管式炉中焙烧，自然冷却。

进一步地，步骤(1)所述氧化石墨烯与MnO₂的质量比例为1:4～1:6。