[发明专利]一种氧化镍纳米花/泡沫镍及其电沉积制备和应用

说明书

本发明公开了一种氧化镍纳米花/泡沫镍及其电沉积制备和应用。所述氧化镍纳米花/泡沫镍的制备过程为：S1.将泡沫镍裁剪成合适尺寸，用稀盐酸超声处理，超声结束后，继续浸泡30～150min，然后分别用水和乙醇依次洗涤、烘干；S2.将步骤S1中烘干的泡沫镍作为阴极，以铂片电极为阳极，置于电沉积溶液中进行电沉积处理；S3.将步骤S2处理后的材料置于200～500℃条件下热处理0.5～12h，冷却后，即可得到氧化镍纳米花/泡沫镍。本发明氧化镍纳米花/泡沫镍的制备过程温和、操作简单、无需外加金属镍离子源，制备条件可控，氧化镍纳米花均匀地生长在泡沫镍表面，催化位点多，比表面积大、传质阻力小，可作为臭氧催化剂催化降解有机废气，且催化效率高、催化寿命长。

技术领域

本发明涉及环境纳米多孔材料、臭氧催化氧化技术领域，更具体地，涉及一种氧化镍纳米花/泡沫镍及其电沉积制备和应用。

背景技术

染料、农药、香料生产、造漆、喷漆、制药、制鞋、家具制造等行业广泛应用的化工原料或者溶剂，它们在生产过程种会产生有机废气，污染环境，特别是苯、甲苯、二甲苯，工业上俗称“三苯”废气，其对环境及人体健康造成了极大的危害及威胁。

臭氧催化氧化技术只需使臭氧及有机废气通过高活性催化剂，就可催化臭氧分解产生极强氧化性的羟基自由基(氧化电位，2.80v)，其可将臭氧难以单独氧化的高稳定性、难降解有机污染物有效降解，从而达到最大限度地去除有机污染物的目的。粉末催化剂活性高，但是在处理废气的过程种存在严重的传质障碍，容易造成短流，因此，催化剂的利用率不高、废气处理效果不理想，不利于实现工业化和大面积推广，因此寻求高活性的、机械及化学稳定性好的多孔框架臭氧催化剂具有重要意义。

泡沫镍是一种无毒、环境友好、机械及化学稳定性高的三维多孔泡沫材料，广泛地用作各种催化载体，但是用于废气处理的臭氧催化剂载体的比较少，具体地，CN104888793A中公开了一种用于催化臭氧氧化挥发性有机物的催化剂及制备方法，利用泡沫镍作为载体，通过浸渍或者涂刷、煅烧步骤在泡沫镍上负载了MnOx-SnOx-CeOx-SbOx复合氧化物，具有较好的催化臭氧氧化甲苯活性；CN207805342U公开了一种工业VOCs废气处理系统，该系统由诸多模块共同作用，其中臭氧催化模块中采用的载体为表面涂敷了γ-Al₂O₃涂层的泡沫镍，负载其上的臭氧催化剂为三元锰系氧化物催化剂；CN207815524U公开了一种具有除臭氧功能的空气净化器，该系统与CN207805342U近似，其中臭氧催化模块中同样采用的载体为表面涂敷了γ-Al₂O₃涂层的泡沫镍，负载锰-钴-铁三元臭氧催化剂，CN207815524U和CN207805342U并未公开催化剂的具体制备方法。由此可见，目前泡沫镍负载型臭氧催化剂均为多元催化剂，前驱体原料复杂，且通过浸渍或者涂敷法制备得到的催化剂不能均匀分散、易堆积，造成催化剂活性成分不能有效利用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中用于废气处理的单一的载体催化剂较少的缺陷，提供一种氧化镍纳米花/泡沫镍。本发明所述氧化镍纳米花/泡沫镍的制备条件温和、操作简单，产物中氧化镍纳米花均匀、牢固地生长在泡沫镍表面，制备得到的氧化镍纳米花/泡沫镍的催化位点多，比表面积大，可作为臭氧催化剂催化降解有机废气，且催化效率高、催化寿命长。

本发明的另一目的在于提供所述氧化镍纳米花/泡沫镍的应用。

本发明的上述目的是通过以下方案予以实现的：

一种氧化镍纳米花/泡沫镍，通过如下步骤制备得到：

S1.将泡沫镍裁剪成合适尺寸，用稀盐酸超声处理，超声结束后，继续浸泡30～150min，然后分别用水和乙醇依次洗涤，并室温烘干；

S2.将步骤S1中烘干的泡沫镍作为阴极，以铂片电极为阳极，置于电沉积溶液中进行电沉积处理；