[发明专利]一种La2O3纳米纤维催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂的制备方法，具体涉及制备分解氯代烃类、甲烷的氧化耦合、降解农药、传感性能等方面专用的氧化镧纳米纤维催化剂的制备方法。

背景技术

随着社会的发展，对润滑剂、传热流体、可塑剂、洗涤剂等需求日益增大，然而由于其含有氯代烃类(CHCs)限制了其的使用。在可持续发展的战略中，商品工业化的氯代烃类慢慢的被环境友好的产品所代替，然而其替代产品的昂贵价格及找不到合适的替代物替代氯代烃类的工作一直得不到很好的解决。目前主要含氯废弃物包括C1氯代烃类和C2氯代烃类主要是涉及氯的工厂加工过程产生的。鉴于氯代烃类的特性：剧毒、致癌等，排放含氯代烃类的废物将会严重的危害人类的生命健康及破坏环境，因此对氯代烃类的治理刻不容返。目前，主要的方法是将其在高温焚化，但是高温会促使二次污染物的产生如二噁英和呋喃等。因此，全世界都在寻找更有效的更清洁的方法分解氯代烃类。

可选择性的、有效的分解氯代烃类的方法一直都是一个比较困难的世界性问题。最近碱土金属氧化物能把氯代烃类转化成含氧的产物，如二氧化碳，引起了众多科研工作者的兴趣。这个过程包括氯代烃类中的C1原子与金属氧化物中氧原子的交换，最终金属氧化物最终部分或完全转化为相应的金属氯化物。与高温焚化等其他的方法相比有着独特的优点：稳定行好，价格低、反应的温度低，且在催化过程中催化剂不会中毒。然而进一步发现：催化剂的活性跟催化剂的离子半径等特性有紧密的联系，在破坏性分解氯代烃类中，镧的空间轨道大使得C1与氧原子交换的活性高。因此，氯氧化镧的催化活性比其他的碱土金属氧化物更高。

此外La₂O₃在甲烷的氧化耦合形成C₂产品(C₂H₄或C₂H₆)，及部分氧化耦合形成C₁产品(CO和H₂)、降解有机磷农药、传感性能等方面都有很好的催化效果。如氧化镧具有优越的传感特性，对CO和CO₂具有很好的传感性能，因此经常被用来做运载气体的传感材料。

La₂O₃纳米纤维催化剂具有纳米材料的结构特点，与传统的La₂O₃(颗粒状)比较，具有比表面积大、化学活性高等特点。目前用于催化反应的La₂O₃材料通常为粉末颗粒状，粒径大，比表面积小限制了其催化效率。而La₂O₃纳米纤维具有固定的形状和更好的机械强度，具有更好的操作性和回收性，而且在高温煅烧时产生大量的微孔，具有极大的比表面积，因此催化活性极高。

静电纺丝技术即是在高电压作用下，依赖电荷的静电排斥力，针嘴上的高聚物溶液或熔体形成喷射流，从针口喷出，形成固体纤维的过程。与其他的方法相比，静电纺丝工艺简单、可连续制备、费用不高、而且高效等特点，被认为是制备纳米纤维的最佳方法。其直径10nm～10μm直接，具有高的比表面积，活性点多。

在纺丝过程中，一个高的电压用于接收与发射之间，当高压电源启动以后电场使得针头上的液滴产生电荷，当加到一定电压时，电场力开始克服溶液的表面张力，半球状液滴变成锥形，这个被称为“Taylor cone”.当电压继续提高时，带电的射流会克服溶液的表面张力从“Taylor cone”射出，然后无序的到达接受装置上形成纤维网。在此期间放电的聚合物将会被拉伸变细，同时溶液中的溶剂(比如水)将会蒸发进而形成纤维。

发明内容

本发明的目的在于提供一种La₂O₃纳米纤维催化剂的制备方法，用此方法制备的La₂O₃纳米纤维催化剂可用于分解氯代烃类、甲烷的氧化耦合、传感性能等方面，具有活性高、易分离等优点。

为实现本发明的目的采用技术方案如下：

(1)静电纺丝溶液的配置

为实现本发明的目的采用技术方案如下：

本发明所述的一种La₂O₃纳米纤维制备方法，依序包括如下步骤：

(1)配制静电纺丝液：将镧盐与可纺高分子树脂用极性溶剂通过搅拌配制成静电纺丝液，静电纺丝液中的可纺高分子树脂和镧盐的重量百分比如下：

1)可纺高分子树脂5～20％。

2)镧盐1～10％。