[发明专利]负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于催化降解领域，尤其涉及一种负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳及其制备方法与应用。

背景技术

氯酚类化合物(CPs)是苯环上连接有氯原子的酚类化合物的总称,包括单氯酚、二氯酚和多氯酚等多种具有相似结构的物质，2,4-二氯酚是白色固体。有酚臭。易燃。溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯和四氯化碳，微溶于水。沸点210℃。熔点42～43℃。闪点113℃。相对密度1.383。2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)是一种重要的有机中间体,主要用于生产农药、医药及助剂产品。但毒性很大，被我国和其他许多国家列为环境优先监测的持久性有机污染物之一，易挥发，腐蚀性强，能灼烧皮肤，刺激眼睛及皮肤。中毒严重者，可产生贫血及各种神经系统症状。对皮肤过敏者，可经起皮炎而难治愈。车间应通风良好，设备应密闭。操作时应戴口罩、眼镜和胶皮手套。如不慎溅及皮肤，应立即用酒精擦洗或用稀碱水冲洗。若已入口，应立即用温水和氧化镁（30g/L）洗胃。飞溅衣服上，立即更换衣服并洗澡，以防渗入皮肤。

目前，氯酚类化合物降解方法有微生物法，比如用黄孢原毛平革菌，催化还原法，比如光催化还原，电催化，催化剂还原法，其中双金属催化剂是应用最为广泛的催化剂，一般以贵金属Fe, Mg, Al, Zn, Sn, Si, 等与Cu, Ni, Ag, Pd形成双金属用于氯酚类化合物降解，而Fe因其获取简单，操作方便，价格便宜，Pd因其高的催化能力，被广泛应用。但在实际应用过程中，钯铁双金属易于团聚，低的水溶性限制了其使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种钯铁双金属均匀负载于磷杂化介孔碳上、能保证钯铁双金属的催化活性、提高钯铁双金属对氯酚类化合物降解效果的负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳，还提供一种负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳的制备方法，另外，还提供该负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳在催化降解氯酚类化合物中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳，所述负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳以磷杂化介孔碳为载体，钯铁合金纳米颗粒负载在磷杂化介孔碳的表面形成负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳。

上述的负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳，所述钯铁合金纳米颗粒的粒径为10nm～20nm。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳的制备方法，包括以下步骤：

（1）将铁盐溶解，得到铁盐溶液，将磷杂化介孔碳加入到所述铁盐溶液中，再加入NaBH₄溶液，在保护气体下进行反应，得到负载纳米零价铁的磷杂化介孔碳；

（2）将钯盐溶解，得到钯盐溶液，将步骤（1）所得的负载纳米零价铁的磷杂化介孔碳加入到钯盐溶液中，在保护气体下搅拌，得到负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳。

上述的负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳的制备方法，优选的，所述步骤（1）中，所述铁盐为Fe(NO₃)₃·9H₂O，所述铁盐与所述磷杂化介孔碳的质量比为1g～2g∶1g～2g。

上述的负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳的制备方法，优选的，所述步骤（2）中，所述钯盐为PdCl₂，所述钯盐与所述负载纳米零价铁的磷杂化介孔碳的质量比为1g～2g∶1g～2g。

上述的负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳的制备方法，优选的，所述磷杂化介孔碳的制备方法包括以下步骤：

S1、将介孔硅模板和糠醇加入三苯基膦的乙醇溶液中，得到多元溶液；

S2、将步骤S1所得多元溶液干燥后置于保护气体中进行热处理，得到热处理产物；

S3、将步骤S2所得热处理产物用氢氧化钠溶液脱除硅模板，得到磷杂化介孔碳。

上述的负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳的制备方法，优选的，所述步骤S1中，所述介孔硅模板为介孔硅SBA-15，所述介孔硅模板、所述糠醇与所述三苯基膦的比值为：500 mg～2000 mg∶1 mL～5mL ∶300g～600g。

上述的负载钯铁双金属的磷杂化介孔碳的制备方法，优选的，所述步骤S2中，所述热处理的温度为600℃～1000℃，时间为1 h～4 h。