[发明专利]一种利用Au/α-Fe2

说明书

一种利用Au/α‑Fe₂O₃纳米片催化剂将挥发性有机物资源化利用的方法，属于环境保护领域。包括以溶剂热法合成α‑Fe₂O₃纳米片，利用聚乙烯醇保护的硼氢化钠还原法将Au纳米粒子担载到α‑Fe₂O₃纳米片上，将Au/α‑Fe₂O₃纳米片催化剂用于半导体行业中大量排放的挥发性有机物(主要成分是异丙醇和丙酮)的控制，选择性催化氧化异丙醇制丙酮，进而回收利用丙酮。本发明提出的方案为半导体行业VOCs污染控制提供了资源化利用的新途径，具有很强的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及一种利用Au/α-Fe₂O₃纳米片催化剂将挥发性有机物资源化利用 的方法：选择性催化氧化异丙醇制丙酮。包括以溶剂热法合成α-Fe₂O₃纳米片， 利用聚乙烯醇保护的硼氢化钠还原法将Au纳米粒子担载到α-Fe₂O₃纳米片上， 将Au/α-Fe₂O₃纳米片催化剂用于半导体行业中大量排放的挥发性有机物(主要 成分是异丙醇和丙酮)的控制，选择性催化氧化异丙醇制丙酮，进而回收利用 丙酮，实现挥发性有机物资源化利用，属于环境保护领域。

背景技术

异丙醇作为清洗剂被广泛使用，是半导体行业排放量最大的单项污染物。 虽然完全催化氧化法处理VOCs效率高、无二次污染，但需要大量投资。为了 提高企业所有者保护环境的积极性，迫切需要发展新颖高效、且具有额外经济 效益的大气污染治理技术。选择性催化氧化法能够实现污染物定向转化，是解 决环境问题的新策略。实现该技术的关键是寻找价格低廉、易于制备、选择性 高且热定性好的催化剂。大量研究表明负载贵金属(Au)催化剂对醇催化氧化 反应表现出良好的活性，特别是Au/α-Fe₂O₃催化剂在某些挥发性醇的氧化中， 活性能够与Pd/γ-Al₂O₃或Pt/γ-Al₂O₃媲美。据我们所知，目前尚无α-Fe₂O₃纳米片负载Au催化剂对异丙醇选择性催化氧化性能的任何报道。因此，我们率先研 究了Au/α-Fe₂O₃纳米片催化剂的选择性催化氧化性能，发现1.36wt％Au/α-Fe₂O₃纳米片催化剂对选择性催化氧化异丙醇反应表现出高的丙酮选择性和收率以及 良好的热稳定性。在半导体行业中，丙酮使用量也较多。因此将半导体行业中 挥发的异丙醇转化为丙酮，具有回收利用的价值。

发明内容

本发明的目的在于针对半导体行业排放的VOCs污染控制，提供利用 Au/α-Fe₂O₃纳米片催化剂，选择性催化氧化异丙醇制丙酮，实现VOCs资源化利 用的新途径。类似的方案，可以拓展应用到其它行业VOCs污染控制。

本发明的主要内容包括：以溶剂热法合成α-Fe₂O₃纳米片，利用聚乙烯醇保 护的硼氢化钠还原法将Au纳米粒子担载到α-Fe₂O₃纳米片上，将Au/α-Fe₂O₃纳 米片催化剂用于选择性催化氧化异丙醇制丙酮，进而回收利用丙酮，实现挥发 性有机物资源化利用。

其中Au/α-Fe₂O₃中Au的负载量为0.1-1.5wt％。

具体包括以下步骤：