本公开提供了一种二氧化钛负载钌催化剂、制备方法和应用,属于有机污染物处置和纳米材料制备技术领域,其中二氧化钛负载钌催化剂包括:作为载体的高比例201晶面暴露的锐钛矿相二氧化钛,其中锐钛矿相二氧化钛的201晶面暴露率为60%‑100%;和负载在高比例201晶面暴露的锐钛矿相二氧化钛上的钌物种,钌物种包括钌单原子、钌纳米团簇和钌纳米颗粒;所获得二氧化钛负载钌催化剂能够有效处置卤代有机污染物。本公开二氧化钛负载钌催化剂的制备方法包括:在搅拌状态下,将水溶性钌盐加入到高比例201晶面暴露的锐钛矿相二氧化钛水溶液中,得到混合溶液后;将硼氢化钠溶液注射到混合溶液中进行反应,得到高比例201晶面暴露的锐钛矿相二氧化钛负载钌催化剂。
(1)选用高比例201晶面暴露的锐钛矿相二氧化钛作为催化剂载体,利用高比例201晶面具有较高表面能的特点,其能够与金属发生更强的金属‑载体相互作用,增强了催化剂表面电子转移和氧化还原稳定性,而且高比例201晶面具有独特的表面形貌和表面上存在一些缺陷位点(如氧空位、Ti3+缺陷),能够使钌物种均匀负载在其表面上并提高了钌活性位点的数量;以致于将钌负载在其表面以后,所获得的二氧化钛负载钌催化剂具有较高的反应活性和稳定性。
(2)二氧化钛负载钌催化剂的制备方法较为简单,钌分散度较高,且钌物种能够以单原子、纳米团簇和纳米颗粒多种形式存在,提高了钌物种的催化活性。
(3)二氧化钛负载钌催化剂、应用于卤代有机污染物处置中,该催化剂具有良好的氧化性、抗氯性能、耐水性,且无有害副产物产生。
实验室面向国际生态学前沿和国家生态安全需求,以城市与区域生态系统为对象,以生态学为基础,兼融环境学、地理学、经济学和社会学等相关学科,开展人类活动胁迫下的生态系统演变机理及其调控机制研究,发展复合生态系统生态学,为解决我国重要生态环境问题、促进城市与区域可持续发展提供科学与技术支撑。
评价单位:“科创中国”中科院生态环境研究中心废水无害化与资源化科技服务团 (中国科学院生态环境研究中心)
评价时间:2023-12-06
袁洪
巴音郭楞蒙古自治州科学技术协会
副高级研究员
综合评价
本发明具有良好的氧化性、抗氯性能、耐水性,且无有害副产物产生,可广泛应用于卤代有机污染物处置中。
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