[发明专利]利用炭黑限制型纳米金催化剂处理硝基芳香烃类物质的方法

说明书

本发明公开了一种利用炭黑限制型纳米金催化剂处理硝基芳香烃类物质的方法，该方法是采用炭黑限制型纳米金催化剂对硝基芳香烃类物质进行处理，其中炭黑限制型纳米金催化剂包括炭黑和纳米金颗粒，纳米金颗粒固定在炭黑的内部和表面。本发明利用黑限制型纳米金催化剂处理硝基芳香烃类物质的方法，能够实现对硝基芳香烃类物质的有效降解，具有操作简单、反应迅速、催化剂稳定且易回收利用、经济等优点，是一种可以广泛应用于处理硝基芳香烃物质的方法，有着很好的应用价值和应用前景。

技术领域

本发明属于硝基芳香烃类物质的还原处理领域，涉及一种处理硝基芳香烃类物质的方法，具体涉及一种利用炭黑限制型纳米金催化剂处理硝基芳香烃类物质的方法。

背景技术

硝基芳香烃类物质是指含有多个苯环的分子中，其烃分子中的一个或多个氢原子被硝基(-NO₂)取代后产生的硝基化合物，如2-硝基酚、4-硝基酚、2,4-硝基酚、偶氮染料等。它们是化工业生产中主要的化工原料，广泛应用于农药生产、印染行业、炸药、医药等方面。全世界每年排入环境中的苯胺和硝基苯类化合物约为1万t和3万t。而随着化工产业的日益发展，这类化学品的需求逐渐上升，排入环境中的量也越来越高。这些物质在环境中富集，逐渐累积到人体中。高剂量的硝基芳香烃类物质被人体皮肤吸收或从呼吸道吸入会引起中毒甚至死亡。因此，如何减少硝基芳香烃类物质对环境的污染，预防这些物质对人和动物的伤害，引起了人们的广泛关注。

目前，国内外关于硝基芳香烃废水的处理主要有物理、化学、生物等方法。其中，纳米金作为一类重要的纳米材料，具有应用广泛、易合成、比表面积大、生物相容、无毒害等优点，其特有的介电特性以及优良的催化作用使得其广泛应用于医药、化学、环境等领域,尤其是在还原硝基芳香烃类物质方面，具有很好的催化活性。在纳米金催化剂的作用下将高毒的硝基芳香烃类物质还原为对应的胺类，一方面降低了硝基芳香烃的毒性，从而减少了其对环境的污染；另一方面，这些胺类可以用作化工原料，而进行工业生产，具有一定的经济价值。因此，用纳米金催化剂还原硝基芳香烃类物质具有良好的应用前景，对减少环境污染维护人体健康具有重要的意义。

目前，由于胶体纳米金存在的容易沉聚、催化活性差、难以回收重复利用、容易造成资源浪费等问题，研究者们尝试将纳米金胶体负载在合适的载体上来提高纳米金的稳定性，促进金催化剂的循环利用。然而，现有将负载型纳米金催化剂仍然存在稳定性差、催化活性差、重复利用性能差等问题，其主要原因在于现有负载型纳米金催化剂中纳米金通常是负载在载体表面，载体材料无法有效固定纳米金颗粒，使得负载型纳米金催化剂容易受到外界因素的影响，从而导致稳定性不足，无法获得较好的催化活性和重复利用性。因此，获得一种稳定性好、催化活性高、重复利用性能好的新型纳米金催化剂，对于提高纳米金催化剂对硝基芳香烃类物质的处理效果具有十分重要的意义。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作简单、反应迅速、催化剂稳定且易回收利用、经济的利用炭黑限制型纳米金催化剂处理硝基芳香烃类物质的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种利用炭黑限制型纳米金催化剂处理硝基芳香烃类物质的方法，所述方法是采用炭黑限制型纳米金催化剂对硝基芳香烃类物质进行处理；所述炭黑限制型纳米金催化剂包括炭黑和纳米金颗粒，所述纳米金颗粒固定在炭黑的内部和表面。

上述的方法，进一步改进的，所述纳米金颗粒以镶嵌的形式固定在炭黑内部的孔道内；所述纳米金颗粒以包裹的形式固定在炭黑表面；所述炭黑限制型纳米金催化剂中纳米金颗粒的含量为0.4wt％～1.39wt％；所述炭黑为纳米球颗粒，粒径为20nm～40nm；所述纳米金颗粒的平均粒径为2nm～10nm。

上述的方法，进一步改进的，所述炭黑限制型纳米金催化剂的制备方法包括以下步骤：

S1、将炭黑与乙二醇混合，搅拌，超声，得到炭黑-乙二醇悬浊液；