[发明专利]树脂基金属纳米颗粒催化剂电催化去除水中硝酸盐的方法

说明书

本发明公开了一种树脂基金属纳米颗粒催化剂电催化去除水中硝酸盐的方法，将树脂基金属纳米颗粒催化剂转移至不锈钢网中，用电极夹固定作为电催化还原体系的阴极，阳极选用铂片电极，参比电极选用银/氯化银电极，再将三个电极置于含有硝酸盐的废水溶液中，接通电源开始反应实现废水中硝酸盐的去除，反应后将树脂基金属纳米颗粒催化剂随不锈钢网置于盐酸溶液中浸泡，再用NaBH₄溶液还原即可实现树脂基金属纳米颗粒催化剂的再生，再生后的树脂基金属纳米颗粒催化剂重复循环使用。本发明树脂基金属纳米颗粒催化剂具有较高的电催化还原活性以及稳定性，催化效率可高达90%以上，催化剂在使用后可进行再生并能够重复循环利用，节约能源。

技术领域

本发明属于无机纳米催化材料在电化学反应中的应用技术领域，具体涉及一种树脂基金属纳米颗粒催化剂电催化去除水中硝酸盐的方法。

背景技术

近年来，随着纳米技术的发展，越来越多的人关注到纳米级金属催化剂的制备以及应用。一种性能较好的催化剂应当具有高活性、高选择性以及很好的稳定性，载体对催化剂的活性和稳定性起到很重要的作用，不仅可以影响金属活性组分的分散，而且影响反应物在催化剂上的吸附和扩散。催化剂的比表面积越大，活性越高，为了达到这个目的，活性金属组分通常沉积在比表面积较大的载体表面。

粉末催化剂具有较大的比表面积，使用时通常分散在溶液中，虽然具有较高的反应活性，但是不能回收循环利用。在越来越注重绿色环保的现在，催化剂除了要达到较高的活性，还要考虑能源消耗问题，因此选择一种可再生、可循环利用的载体来制备催化剂非常有必要，能够在回收和再利用昂贵的催化剂方面具有显着的益处。除此之外，若将催化剂分散在溶液中，回收很困难，因此，亟待找到一种既能使催化剂能充分发挥催化性能，又可以使催化剂能循环使用的方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种催化效率高且能够循环利用的树脂基金属纳米颗粒催化剂电催化去除水中硝酸盐的方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，树脂基金属纳米颗粒催化剂电催化去除水中硝酸盐的方法，其特征在于具体过程为：将树脂基金属纳米颗粒催化剂转移至不锈钢网中，用电极夹固定作为电催化还原体系的阴极，阳极选用铂片电极，参比电极选用银/氯化银电极，再将三个电极置于含有硝酸盐的废水溶液中，接通电源开始反应实现废水中硝酸盐的去除，反应后将树脂基金属纳米颗粒催化剂随不锈钢网置于盐酸溶液中浸泡，再用NaBH₄溶液还原即可实现树脂基金属纳米颗粒催化剂的再生，再生后的树脂基金属纳米颗粒催化剂重复循环使用。

优选的，所述盐酸溶液为质量浓度15%-30%的盐酸溶液。

优选的，所述盐酸溶液为质量浓度18%的盐酸溶液。

优选的，所述NaBH₄溶液为质量浓度5%-15%的NaBH₄溶液。

优选的，所述NaBH₄溶液为质量浓度10%的NaBH₄溶液。

优选的，接通电源所用电压范围为1-50V。

优选的，所述不锈钢网的孔径根据树脂基金属纳米颗粒催化剂颗粒大小选择不锈钢网目数范围为50-300目，不锈钢网的面积范围为1-10cm²。