用于超临界水氧化去除丙烯腈的负载型泡沫铁催化剂

摘要

本发明公开了用于超临界水氧化去除丙烯腈的负载型泡沫铁催化剂。泡沫铁清洗后经AgNO₃改性后制备成物质M；物质M通过将聚乙烯吡咯烷酮、甲醇、三水合三氯化铑、浓盐酸、硼氢化钠制备的混合液改性后制备成物质N；物质N通过将CdCl₂、MgCl₂、浓硝酸、尿素、氟化铵制备的混合液改性后制备成物质O；物质O通过将钛酸四正丁脂、正硅酸四乙酯、乙酰丙酮制备的混合液改性后制备成物质P；物质P通过将NbCl₄、CuCl₂、SbCl₃制备的混合液改性后制备成物质Q；物质Q通过将ZnCl₂、CeCl₃、NaOH、Na₂CO₃、SrCl₂制备的混合液改性后得到的物质即为用于超临界水氧化去除丙烯腈的负载型泡沫铁催化剂。

主权项

一种用于超临界水氧化去除丙烯腈的负载型泡沫铁催化剂，其特征在于，制备该催化剂方法的具体步骤如下：(1)将粒径为4～6mm的122g泡沫铁颗粒用300mL去离子水洗涤后放入500mL丙酮中浸泡1h，过滤后除去液体得到物质M0，物质M0经300mL去离子水洗涤后得到物质M1，将物质M1放入到300mL摩尔浓度为2.5mol/L的盐酸溶液中浸泡0.5h，过滤后除去液体得到物质M2，物质M2用300mL去离子水洗涤，再用500mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在85℃的干燥箱中放置1.5h，得到物质M3，将物质M3加入到250mL摩尔浓度为2.99mol/L的AgNO₃溶液中，在温度为65℃的摇床中摇动75分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质M4，物质M4经100mL质量百分比浓度为97％的乙醇洗涤后在76℃的干燥箱中放置140分钟，然后置于马弗炉中在488℃条件下焙烧72分钟，得到物质M；(2)将3.44克聚乙烯吡咯烷酮和650mL质量百分比浓度为80％的甲醇溶液加入到容积为1000mL锥形瓶中，在1000r/min条件下搅拌10分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液A1、混合液A2、混合液A3、混合液A4、混合液A5；(3)将1.67克三水合三氯化铑和850mL去离子水加入到容积为1000mL锥形瓶中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液B1、混合液B2、混合液B3、混合液B4、混合液B5；(4)将物混合液A1和22mL质量百分比浓度为37％的甲醛溶液加入到混合液B1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液C1；(5)将物质M加入到混合液C1中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质N1，物质N1经100mL质量百分比浓度为97％的乙醇洗涤后在76℃的干燥箱中放置141分钟，然后置于马弗炉中在488℃条件下焙烧72分钟，得到物质N2；(6)将物混合液A2和24mL质量百分比浓度为37％的甲醛溶液加入到混合液B2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液C2；(7)将物质N2加入到混合液C2中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质N3，物质N3经100mL质量百分比浓度为97％的乙醇洗涤后在76℃的干燥箱中放置141分钟，然后置于马弗炉中在488℃条件下焙烧72分钟，得到物质N4；(8)将物混合液A3和26mL质量百分比浓度为37％的甲醛溶液加入到混合液B3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液C3；(9)将物质N4加入到混合液C3中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质N5，物质N5经100mL质量百分比浓度为97％的乙醇洗涤后在76℃的干燥箱中放置141分钟，然后置于马弗炉中在488℃条件下焙烧72分钟，得到物质N6；(10)将物混合液A4和28mL质量百分比浓度为37％的甲醛溶液加入到混合液B4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液C4；(11)将物质N6加入到混合液C4中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质N7，物质N7经100mL质量百分比浓度为97％的乙醇洗涤后在76℃的干燥箱中放置141分钟，然后置于马弗炉中在488℃条件下焙烧72分钟，得到物质N8；(12)将物混合液A5和30mL质量百分比浓度为37％的甲醛溶液加入到混合液B5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液C5；(13)将物质N8加入到混合液C5中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质N9，物质N9经100mL质量百分比浓度为97％的乙醇洗涤后在76℃的干燥箱中放置141分钟，然后置于马弗炉中在488℃条件下焙烧72分钟，得到物质N；(14)将5.33克CdCl₂和7.86克MgCl₂加入到800mL乙醇中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，加入5mL浓硝酸，摇匀后分成等量4份，得到混合液D1、混合液D2、混合液D3、混合液D4；(15)将3.84克尿素和0.45克氟化铵加入到混合液D1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液E1；(16)将物质N加入到混合液E1中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质O1，物质O1经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质O2；(17)将3.74克尿素和0.47克氟化铵加入到混合液D2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液E2；(18)将物质O2加入到混合液E2中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质O3，物质O3经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质O4；(19)将3.64克尿素和0.49克氟化铵加入到混合液D3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液E3；(20)将物质O4加入到混合液E3中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质O5，物质O5经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质O6；(21)将3.54克尿素和0.51克氟化铵加入到混合液D4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液E4；(22)将物质O6加入到混合液E4中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质O7，物质O7经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质O；(23)将4.53克钛酸四正丁脂在在1000r/min搅拌条件下加入到750mL无水乙醇中，在1000r/min条件下搅拌5分钟，然后加入4mL浓硝酸，摇匀后分成等量5份，得到混合液F1、混合液F2、混合液F3、混合液F4、混合液F5；(24)将4.2mL正硅酸四乙酯和10mL乙酰丙酮加入到混合液F1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液G1；(25)将物质O加入到混合液G1中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质P1，物质P1经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质P2；(26)将4.0mL正硅酸四乙酯和13mL乙酰丙酮加入到混合液F2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液G2；(27)将物质P2加入到混合液G2中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质P3，物质P3经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质P4；(28)将3.8mL正硅酸四乙酯和16mL乙酰丙酮加入到混合液F3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液G3；(29)将物质P4加入到混合液G3中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质P5，物质P5经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质P6；(30)将3.6mL正硅酸四乙酯和19mL乙酰丙酮加入到混合液F4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液G4；(31)将物质P6加入到混合液G4中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质P7，物质P7经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质P8；(32)将3.4mL正硅酸四乙酯和22mL乙酰丙酮加入到混合液F5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液G5；(33)将物质P8加入到混合液G4中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质P9，物质P9经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质P；(34)将6.34克NbCl₄和800mL质量百分比浓度为10％的柠檬酸钠溶液加入到容积为1000mL锥形瓶中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量4份，得到混合液H1、混合液H2、混合液H3、混合液H4；(35)将30mL摩尔浓度为0.21mol/L的CuCl₂溶液和70mL摩尔浓度为0.66mol/L的SbCl₃溶液加入到混合液H1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液J1；(36)将物质P加入到混合液J1中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质Q1，物质Q1经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质Q2；(37)将40mL摩尔浓度为0.41mol/L的CuCl₂溶液和60mL摩尔浓度为0.56mol/L的SbCl₃溶液加入到混合液H2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液J2；(38)将物质Q2加入到混合液J2中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质Q3，物质Q3经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质Q4；(39)将50mL摩尔浓度为0.61mol/L的CuCl₂溶液和50mL摩尔浓度为0.46mol/L的SbCl₃溶液加入到混合液H3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液J3；(40)将物质Q4加入到混合液J3中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质Q5，物质Q5经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质Q6；(41)将60mL摩尔浓度为081mol/L的CuCl₂溶液和40mL摩尔浓度为0.36mol/L的SbCl₃溶液加入到混合液H4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液J4；(42)将物质Q6加入到混合液J4中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质Q7，物质Q7经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质Q；(43)将30.29克ZnCl₂和10.74克CeCl₃加入到800mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌10分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液K1、混合液K2、混合液K3、混合液K4、混合液K5；(44)将15.02克NaOH和11.26克Na₂CO₃加入到800mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌10分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液L1、混合液L2、混合液L3、混合液L4、混合液L5；(45)在1000r/min搅拌条件下将混合液L1滴加到混合液K1中，得到混合液X1，用摩尔浓度为0.01mol/L的盐酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液将混合液X1的pH值调至9.5～10.0，得到混合液Y1；(46)将40mL摩尔浓度为0.45mol/L的SrCl₂溶液加入到混合液Y1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Z1；(47)将物质Q加入到混合液Z1中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质R1，物质R1经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质R2；(48)在1000r/min搅拌条件下将混合液L2滴加到混合液K2中，得到混合液X2，用摩尔浓度为0.01mol/L的盐酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液将混合液X2的pH值调至9.5～10.0，得到混合液Y2；(49)将50mL摩尔浓度为0.55mol/L的SrCl₂溶液加入到混合液Y2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Z2；(50)将物质R2加入到混合液Z2中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质R3，物质R3经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质R4；(51)在1000r/min搅拌条件下将混合液L3滴加到混合液K3中，得到混合液X3，用摩尔浓度为0.01mol/L的盐酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液将混合液X3的pH值调至9.5～10.0，得到混合液Y3；(52)将60mL摩尔浓度为0.65mol/L的SrCl₂溶液加入到混合液Y3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Z3；(53)将物质R4加入到混合液Z3中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质R5，物质R5经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质R6；(54)在1000r/min搅拌条件下将混合液L4滴加到混合液K4中，得到混合液X4，用摩尔浓度为0.01mol/L的盐酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液将混合液X4的pH值调至9.5～10.0，得到混合液Y4；(55)将70mL摩尔浓度为0.75mol/L的SrCl₂溶液加入到混合液Y4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Z4；(56)将物质R6加入到混合液Z4中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质R7，物质R7经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到物质R8；(57)在1000r/min搅拌条件下将混合液L5滴加到混合液K5中，得到混合液X5，用摩尔浓度为0.01mol/L的盐酸溶液和0.01mol/L的NaOH溶液将混合液X5的pH值调至9.5～10.0，得到混合液Y5；(58)将80mL摩尔浓度为0.85mol/L的SrCl₂溶液加入到混合液Y5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Z5；(59)将物质R8加入到混合液Z5中，在温度为48℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质R9，物质R9经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在68℃的干燥箱中放置115分钟，然后置于马弗炉中在487℃条件下焙烧65分钟，得到的物质即为用于超临界水氧化去除丙烯腈的负载型泡沫铁催化剂。