[发明专利]磁性稀土钡铁氧体纳米净化催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明用于冶金工业、化学工业废水中化学需氧量COD、含硫物质及含氮物处理，具体涉及一种磁性稀土钡铁氧体纳米净化催化剂的制备方法。

背景技术

在冶金、化学工业可持续发展战略中，废水及废气的低成本净化处理是其中重要的一环。处理废水、废气大多需要通过复杂的物理化学反应过程才能完成，而绝大多数此类反应需要用催化净化剂来做辅助，如废气催化反应及废液处理等方面大量需要环保催化净化剂。环保催化净化剂要求机械强度高、活性高、抗毒性和稳定性强、选择性好，并能反复再生使用。在应用中要求设备简单、工艺简练、不产生二次污染来减少环保投资，便于用户接受。但寻找一种能满足所有这些要求的催化净化剂很难一蹴而就，因此科研人员在开发满足环保需求的新型催化净化材料和新型催化工艺方面进行了不遗余力的探索。

目前已经开发和正在研发的催化材料有贵金属催化材料、沸石分子筛催化材料、TiO₂光催化材料和电极催化材料及生物催化生物材料、室温离子液体等。其中贵金属催化剂已实现工业化生产并大规模应用，效果理想，但由于贵金属资源稀缺，很难满足环保行业飞速发展的要求，除此之外的催化材料大多处于研发阶段，因此开发价格低廉并且使用范围广，效果良好的催化剂便成为当务之急。

发明内容

本发明提供一种价格低廉且具有独创性的磁性纳米稀土钡铁氧体净化催化剂的制备方法。

本发明的技术方案：

一种磁性稀土钡铁氧体纳米净化催化剂的制备方法，包括溶配溶液、配比及混合、高温超声分散溶胶化、微波负压凝胶化、微波负压少氧脱硝、焙烧工序；其特征是配比及混合工序后进行高温超声分散、微波负压凝胶化、微波负压少氧脱硝、焙烧工序；

一种磁性稀土钡铁氧体纳米净化催化剂，通式为Ba_xRe_yMe_zFe_mO_n,其中x为0.1～3.0，y为0～2.0,z为0～2，m为1～24，n为3～48；其中，Me为Cu或Zn或Mn或Co，Re为La或Ce或Nd或Pr或Sc或Y。

磁性稀土钡铁氧体纳米净化催化剂为Ba_0.9Nd_0.1Fe₁₂O₁₉或Ba_0.8Nd_0.2Fe₂O₄或BaLa_0.1Co_0.9Fe₁₆O₂₇；

一种磁性稀土钡铁氧体纳米净化催化剂的制备方法，包括溶配溶液、配比及混合、高温超声分散溶胶化、微波负压凝胶化、低温微波负压少氧脱硝、焙烧工序,制成具有独创性的磁性稀土钡铁氧体纳米净化催化剂，以使磁性稀土钡铁氧体纳米净化催化剂在污水处理中得到更好的应用。

制备原理为利用柠檬酸将金属离子配位，形成螯合物，通过溶胶凝胶法将其分散细化，最后通过焙烧得到所需的磁性稀土钡铁氧体纳米净化催化剂，并利用此磁性稀土钡铁氧体纳米净化催化剂作净化催化剂在处理污水中进行催化净化反应。

1.溶配溶液

①将硝酸铁用去离子水配成摩尔浓度为0.4～0.8mol/L的硝酸铁溶液；

②将硝酸钡用去离子水配成摩尔浓度为0.25～0.5mol/L的硝酸钡溶液；

③将氧化稀土(如镧、铈、钕、镨及混合稀土)用盐酸溶解后用去离子水配成摩尔比含量浓度为0.03～0.10mol/L的氯化稀土溶液；

2.配比及混合

①将硝酸钡溶液、硝酸铁溶液、稀土溶液、柠檬酸，按照Ba²⁺:Fe³⁺:Reⁿ⁺:柠檬酸的摩尔比为(0.1～3.00)：(1～24)：(0～2.0)：(3～20)的配比，分别量取溶液和称量固体，然后将硝酸钡溶液、硝酸铁溶液和稀土溶液混合后加入柠檬酸，搅拌混合溶液直到柠檬酸完全溶清；此时Fe³⁺,Ba²⁺,Reⁿ⁺与柠檬酸根离子形成螯合离子，反应式如下：

H₃L+Fe³⁺→FeL+3H⁺

H₃L+Ba²⁺→(BaL)_-+3H⁺