室温固相合成超细金属氧化物研究

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本文采用室温固相化学反应的方法,建立了在该条件下制备超细金属氧化物的方法体系及制备机理,研究超细金属氧化物及复合超细金属氧化物在冰箱除臭催化中的应用。研究内容包括: 1)金属(Co、Mn、Ni、Cu等)的水合乙酸盐与水合草酸的室温固相反应体系中,研究超细金属氧化物的固相反应制备方法; 2)通过络合滴定法分析所制备超细金属氧化物的成分组成,并初步找出反应的最佳条件及各因素对产物合成的影响程度; 3)初步探索室温固相合成反应机理,研究合成反应尤其是高温分解反应过程中诸因素影响规律; 4)用各种物理、化学手段表征前驱物的组成(配比不同的影响)、热性质及超细金属氧化物的形貌及粒度,并确定最佳的的分解条件; 5)在冰箱测试模拟箱中研究单一及复合超细金属氧化物在室温条件下催化乙硫醇、甲醛等物质的效果并做对比,选定最佳的复合金属氧化物配比; 由实验可看出,超细氧化物室温固相合成新方法是一种简单、环保型的合成方法。该法合成产率高,选择性强,合成成本低,不需要溶剂,能避免由于溶液法所带来的团聚问题,是一种适于工业化的方法。 影响固相反应的主要因素有反应物的配比、研磨时间、热分解温度、时间等,其中分解温度是影响最大的因素,其次是加热时间。只有控制严格的温度才能制备出所需的产物,尤其对于化合价较多的钴、锰前驱物要尤为重视。 通过实验可合成立方相的Co2O3、六方相的MnO2、单斜晶系的CuO和NiO粒度分别较均匀,团聚较少,粒径范围在30~70nm之间。 通过对所制备的氧化物的应用实验研究知:以MnO2、CuO超细氧化物为主体、加入少量的Co2O3超细氧化物并辅以活性炭制成的催化剂块具有良好的除臭性能,其对乙硫醇的去除率可达98.5%以上,对甲醛的去除率可达70%,较其他类型的催化剂具有明显的优势。
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