本技术介绍了一种多通道Ni/CM陶瓷催化膜的制备方法,属于膜催化技术领域。该方法采用水热法在多通道陶瓷膜表面及孔道内原位生长Ni-BTC,随后在还原气氛中进行煅烧,以制备高性能的催化膜。
背景技术
对硝基苯酚是一种芳香族硝基化合物,是一种持久性的有害污染物,广泛存在于各种工业和农业污水中。微量的对硝基苯酚就会对人类健康和自然环境造成重大危害。目前处理对硝基苯酚的常用策略是在室温下将其转化为其他成分,例如对氨基苯酚。对氨基苯酚是制药工业中必不可少的中间体,其毒性不到对硝基苯酚的1/500。近年来,贵金属及其合金(Pd,Au和Ag)、过渡金属氧化物、杂化材料等已经被应用于对硝基苯酚的催化还原。虽然贵金属催化剂的催化活性很高,但该材料的成本和稀缺性仍然限制了它们的应用。同时,为了提高活性,通常将贵金属负载在细粒度载体上,这些粉末催化剂在使用过程中容易失活,而且催化剂的回收再利用过程复杂、回收率低,导致生产成本升高。 因此,开发高效的新型催化材料用于对硝基苯酚还原备受关注。
催化膜是一类将活性组分负载到多孔膜的表面或孔道内的材料,膜内无数相互连接的孔道,可以为活性组分和反应分子提供有效负载位点。与传统的间歇式反应相比,催化膜为基础的流通模式的化学反应发生在膜孔内,由于扩散距离更短,浓度边界层更薄,从而使得传质更有效。同时,在催化膜参与的反应过程中,可以省略催化剂的分离和回收工艺,提高生产效率和催化剂的使用寿命。MOFs作为一类通过交替连接金属离子或小金属团簇与有机配体构成的晶体多孔材料,具有高比表面积和多孔结构等优势,且孔结构可调、易于功能化。这些优势使得MOFs在催化领域展现出巨大的潜力,为开发新型高效催化材料提供了丰富的资源和广阔的前景。然而,传统催化膜的制备大都采用浸渍法,存在活性组分负载量低下、活性组分与膜基底之间结合力弱的问题,导致催化膜在后期使用过程中容易失活。
实现思路