一種紙基載銀催化劑及其制備方法與應用技術

本發明專利技術屬于催化材料技術領域，公開了一種紙基載銀催化劑及其制備方法與應用。所述制備方法為：配置物質的量濃度為0.01～0.2M的銀氨溶液，在避光條件下將紙片浸漬到銀氨溶液中，取出后自然干燥，得到催化劑的前驅體；然后將催化劑的前驅體在600～900℃溫度下進行碳化處理，得到所述紙基載銀催化劑。本發明專利技術的催化劑以低成本、可再生、可降解的紙張纖維素作為碳源，具有原材料易得、節能環保的優點，所得催化劑具有良好的催化性能，在催化、能源、探測和生物等領域中具有應用價值。

Paper based silver carrying catalyst, preparation method and application thereof

The invention belongs to the technical field of catalytic materials, and discloses a paper based silver carrying catalyst, a preparation method and an application thereof. The preparation method is as follows: the concentration of configuration material for silver ammonia solution 0.01 ~ 0.2M, in the absence of light papers impregnated into the silver ammonia solution, after removing the natural drying, to obtain the precursor catalyst; then carbonizing precursors at 600 to 900 DEG, get the paper based on silver catalyst. The catalyst of the invention with low cost, renewable and degradable paper cellulose as a carbon source, has easily obtained raw materials, energy saving and environmental protection, the catalyst has good catalytic properties, with applications in catalysis, energy, detection and biological and other fields.

【技術實現步驟摘要】
一種紙基載銀催化劑及其制備方法與應用
本專利技術屬于催化材料
，具體涉及一種紙基載銀催化劑及其制備方法與應用。
技術介紹
近年來，如何有效和充分使用豐富、可再生和環保的生物質資源，緩解嚴峻的能源與環境問題，得到了研究者的廣泛關注。纖維素作為自然界最廣泛存在的資源之一，是地球上含量最大的天然聚合物多糖。它是一種可再生，綠色、環保的天然高分子，并且其含有豐富的羥基官能團。商業二次纖維作為造紙工業的產品，很少被進一步的加工和利用，造成了資源的浪費，甚至會帶來環境問題。纖維素分子具有豐富的碳含量，可進一步加工制備為碳材料進行使用。目前人們使用的碳材料一般為以石化基碳源的材料，其自身存在不可再生、環保性差和成本高的問題，因而將自然界廣泛存在的纖維素作為碳源引起了各國研究者的重視。目前，國內外鮮有對以二次纖維作為碳源制備碳纖維材料載金屬銀催化劑方面的研究，主要存在的問題制備的碳銀催化劑催化性能較低，使其在應用中受限，本專利技術以期解決這一問題，加快以紙張作為碳源的復合材料產業化發展進程。
技術實現思路
為了解決以上現有技術的缺點和不足之處，本專利技術的首要目的在于提供一種紙基載銀催化劑的制備方法。本專利技術的另一目的在于提供一種通過上述方法制備得到的紙基載銀催化劑。本專利技術的再一目的在于提供上述紙基載銀催化劑的應用。本專利技術目的通過以下技術方案實現：一種紙基載銀催化劑的制備方法，包括如下制備步驟：(1)配置物質的量濃度為0.01～0.2M的銀氨溶液，在避光條件下將紙片浸漬到銀氨溶液中，取出后自然干燥，得到催化劑的前驅體；(2)將步驟(1)所得催化劑的前驅體在600～900℃溫度下進行碳化處理，得到所述紙基載銀催化劑。優選地，所述紙片浸漬到銀氨溶液中的時間為48～72h。優選地，所述碳化處理過程在氮氣或氬氣氣氛下進行，碳化處理時間為1～2h，升溫速率為0.5～5℃/min。一種紙基載銀催化劑，通過上述方法制備得到。優選地，所述紙基載銀催化劑所負載的銀為球形結構，其粒徑在10～200nm。上述紙基載銀催化劑在催化、能源、探測或生物等領域中應用。本專利技術的制備方法及所得到的產物具有如下優點及有益效果：(1)本專利技術以二次纖維成紙后的紙張為碳源的碳纖維是以低成本、可再生、可降解的纖維素作為碳源，與以往碳材料相比，具有原材料易得、符合節能和環保原則，這對于資源和環境的可持續性發展具有重要的意義；(2)本專利技術以紙張為碳源的碳銀催化劑的微觀形貌良好，納米銀具有良好的分散性能，可提高碳銀復合材料的使用性能；(3)本專利技術的紙基載銀催化劑具有良好的催化性能，在催化、能源、探測和生物等領域中具有應用價值；(4)本專利技術的制備方法簡單，制備成本低廉，具有良好的實際應用價值。附圖說明圖1為本專利技術所得紙基載銀催化劑的掃描電鏡圖；圖2為本專利技術所得紙基載銀催化劑中銀分散效果的微觀形貌圖；圖3為本專利技術所得紙基載銀催化劑催化降解對硝基苯酚的效果圖。具體實施方式下面結合實施例及附圖對本專利技術作進一步詳細的描述，但本專利技術的實施方式不限于此。實施例1(1)配置物質的量濃度為0.02M的銀氨溶液10ml轉移到避光的廣口瓶中；稱取0.8g重量的紙片(二次纖維抄紙)，將紙片浸漬到銀氨溶液中，浸漬處理時間為72h，取出后自然干燥，得到紙基催化劑的前驅體。(2)將步驟(1)所得紙基催化劑的前驅體進行碳化處理，碳化溫度為800℃，升溫速率為2℃/min，碳化保溫時間為2h，在氮氣氣氛下進行，最終得到紙基載銀催化劑。本實施例所得紙基載銀催化劑的掃描電鏡圖如圖1所示，由圖1可以看出：碳銀復合催化劑保持了良好的纖維形貌。所得紙基載銀催化劑中銀分散效果的微觀形貌圖如圖2所示，由圖2可以看出：催化劑中金屬銀具有很好的分散性能。以本實施例所得紙基載銀催化劑催化降解對硝基苯酚，取50mg紙基載銀催化劑，使用的對硝基苯酚濃度為10mM，1.7mL，還原劑硼氫化鈉為0.045M，30mL。結果如圖3所示。由圖3可以看出：在本專利技術的紙基載銀催化劑存在下，10min之內可將對硝基苯酚完全降解，催化性能良好。實施例2(1)配置物質的量濃度為0.05M的銀氨溶液10ml轉移到避光的廣口瓶中；稱取0.8g重量的紙片(二次纖維抄紙)，將紙片浸漬到銀氨溶液中，浸漬處理時間為48h，取出后自然干燥，得到紙基催化劑的前驅體。(2)將步驟(1)所得紙基催化劑的前驅體進行碳化處理，碳化溫度為600℃，升溫速率為2℃/min，碳化保溫時間為2h，在氮氣氣氛下進行，最終得到紙基載銀催化劑。以本實施例所得紙基載銀催化劑催化降解對硝基苯酚，取50mg紙基載銀催化劑，使用的對硝基苯酚濃度為10mM，1.7mL，還原劑硼氫化鈉為0.045M，30mL。結果顯示30min之內可將對硝基苯酚完全降解，催化性能良好。實施例3(1)配置物質的量濃度為0.1M的銀氨溶液10ml轉移到避光的廣口瓶中；稱取0.8g重量的紙片(二次纖維抄紙)，將紙片浸漬到銀氨溶液中，浸漬處理時間為72h，取出后自然干燥，得到紙基催化劑的前驅體。(2)將步驟(1)所得紙基催化劑的前驅體進行碳化處理，碳化溫度為800℃，升溫速率為2℃/min，碳化保溫時間為2h，在氮氣氣氛下進行，最終得到紙基載銀催化劑。以本實施例所得紙基載銀催化劑催化降解對硝基苯酚，取50mg紙基載銀催化劑，使用的對硝基苯酚濃度為10mM，1.7mL，還原劑硼氫化鈉為0.045M，30mL。結果顯示30min之內可將對硝基苯酚完全降解，催化性能良好。實施例4(1)配置物質的量濃度為0.02M的銀氨溶液10ml轉移到避光的廣口瓶中；稱取1.6g重量的紙片(二次纖維抄紙)，將紙片浸漬到銀氨溶液中，浸漬處理時間為72h，取出后自然干燥，得到紙基催化劑的前驅體。(2)將步驟(1)所得紙基催化劑的前驅體進行碳化處理，碳化溫度為900℃，升溫速率為5℃/min，碳化保溫時間為1h，在氮氣氣氛下進行，最終得到紙基載銀催化劑。以本實施例所得紙基載銀催化劑催化降解對硝基苯酚，取50mg紙基載銀催化劑，使用的對硝基苯酚濃度為10mM，1.7mL，還原劑硼氫化鈉為0.045M，30mL。結果顯示30min之內可將對硝基苯酚完全降解，催化性能良好。上述實施例為本專利技術較佳的實施方式，但本專利技術的實施方式并不受上述實施例的限制，其它的任何未背離本專利技術的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種紙基載銀催化劑的制備方法，其特征在于包括如下制備步驟：(1)配置物質的量濃度為0.01～0.2M的銀氨溶液，在避光條件下將紙片浸漬到銀氨溶液中，取出后自然干燥，得到催化劑的前驅體；(2)將步驟(1)所得催化劑的前驅體在600～900℃溫度下進行碳化處理，得到所述紙基載銀催化劑。

【技術特征摘要】
1.一種紙基載銀催化劑的制備方法，其特征在于包括如下制備步驟：(1)配置物質的量濃度為0.01～0.2M的銀氨溶液，在避光條件下將紙片浸漬到銀氨溶液中，取出后自然干燥，得到催化劑的前驅體；(2)將步驟(1)所得催化劑的前驅體在600～900℃溫度下進行碳化處理，得到所述紙基載銀催化劑。2.根據權利要求1所述的一種紙基載銀催化劑的制備方法，其特征在于：所述紙片浸漬到銀氨溶液中的時間為48～72h。3.根據權利要求1所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭新文，周子丹，鐘林新，吳錫鵬，孫潤倉，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：發明
國別省市：廣東,44