[发明专利]一种多孔锰酸镁及其制备方法和应用有效

专利信息
申请号: 201810179189.3 申请日: 2018-03-05
公开(公告)号: CN108499557B 公开(公告)日: 2021-08-31
发明(设计)人: 田双红;陆江;熊亚 申请(专利权)人: 中山大学
主分类号: B01J23/34 分类号: B01J23/34;B01J35/00;B01J35/10;B01D53/86;C02F1/30;C02F1/72;C02F1/78;C02F101/30
代理公司: 广州粤高专利商标代理有限公司 44102 代理人: 陈卫
地址: 510275 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 多孔 锰酸镁 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

发明涉及一种多孔锰酸镁及其制备方法和应用,所述多孔锰酸镁的制备方法如下:S1:将摩尔比为1~1.1:1~1.1的硝酸镁和硝酸锰混合,然后加入络合剂、水溶解形成均匀溶液;S2:向S1所得均匀溶液中逐滴加入氨水并搅拌,于40~100℃温度下反应0.5~72h,然后干燥得干凝胶;S3:于150~750℃温度下煅烧S2所得干凝胶0.1~240h,冷却、研磨后即得所述多孔锰酸镁。本发明提供的多孔锰酸镁的制备方法条件温和、操作简单、成本低,制备得到的多孔锰酸镁可作为催化剂催化降解环境中的难降解污染物。

技术领域

本发明涉及光催化、臭氧催化氧化、环境材料领域,具体地,涉及一种多孔锰酸镁及其制备方法和应用。

背景技术

水中持久性有机物、内分泌干扰物以及药物等难降解有机污染物日益增多,这些污染物可生化性差、危害大、去除难,严重影响水质,威胁着人们的生活健康以及城市经济社会的可持续发展。高级氧化技术能有效地去除甚至矿化这些污染物,是极有竞争力的水处理技术。其中光催化技术、臭氧氧化技术是两种广泛研究的高级氧化氧化技术,而光催化臭氧氧化技术因结合了光催化和臭氧氧化具有更高的水处理效率,是一种新型的具有前景的高级氧化技术。决定这三种技术水处理效率的最关键的因素是高活性、高稳定性催化剂的使用。

锰酸镁(MgMnO3)是一种很稳定的锰氧化合物,一方面,它是一种半导体, 因此具有光催化活性;另一方面,锰酸镁具有优异的臭氧催化活性。因此,锰酸镁可作为催化剂用于光催化、臭氧催化氧化以及光催化臭氧氧化技术中。早期MgMnO3 是在高温高压下用水热法制备(∼65 kbar、∼1000℃)。后来,发展了低温常压的Sol-gel方法,即以醋酸镁和醋酸锰为前驱体、乙醇作为溶剂、草酸作为络合剂进行制备,该制备方法虽然避免了高温高压的苛刻制备条件,但是,采用了乙醇溶剂,因此,寻求一种更加廉价、绿色的锰酸镁制备方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种多孔锰酸镁的制备方法,本发明提供的多孔锰酸镁的制备方法条件温和、操作简单、成本低,制备得到的多孔锰酸镁可作为催化剂催化降解环境中的难降解污染物。

本发明的另一目的在于提供上述制备方法制备得到的多孔锰酸镁。

本发明的另一目的在于提供上述多孔锰酸镁作为催化剂在降解环境中的污染物中的应用。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种多孔锰酸镁,所述多孔锰酸镁的制备方法如下:

S1:将摩尔比为1~1.1:1~1.1的硝酸镁和硝酸锰混合,然后加入络合剂、水溶解形成均匀溶液;

S2:向S1所得均匀溶液中逐滴加入氨水并搅拌,于40~100℃温度下反应0.5~72h,然后干燥得干凝胶;

S3:于150~750℃温度下煅烧S2所得干凝胶0.1~240h,冷却、研磨后即得所述多孔锰酸镁。

为避免高温高压等苛刻的制备条件以及乙醇等有机溶剂,本发明提供了一种以廉价的硝酸镁和硝酸锰为原料、环境友好的水为溶剂、工业原料柠檬酸、酒石酸、草酸或乙二胺四乙酸为络合剂的制备方法,该方法在低温常压下即可进行反应以制备多孔锰酸镁。

优选地,S1中,所述络合剂为柠檬酸、酒石酸、草酸或乙二胺四乙酸中的一种或几种。

优选地,S1中,所述硝酸镁与络合剂的摩尔比为1~20:1~100。

优选地,S2中,向S1所得均匀溶液中逐滴加入氨水并搅拌,调节溶液pH为5.0~12.0。

优选地,S2中,所述温度为60~80℃,反应时间为2~10h。

优选地,S3中,所述煅烧的温度为350~550℃,煅烧时间为1~10h。

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