磁性納米復合材料及其制備方法和應用

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁性納米復合材料及其制備方法和應用。

背景技術(shù)

氮氧化物包括以一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)為主的多種氮的氧化物，是形成光化學(xué)煙霧和酸雨的一個(gè)重要原因。大氣中的氮氧化物主要源于化石燃料燃燒氮化合物的轉化以及工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中硝酸的使用。氮氧化物將成為實(shí)行總量控制的污染物之一。而目前氮氧化物的處理方法主要有以下幾種：選擇性催化還原法(SCR法)是以氮氣為還原劑，V2O5-TiO2為催化劑來(lái)消除固定源(如火力發(fā)電廠(chǎng))排放的NO的工藝，脫除率約為65％；非催化選擇性還原法(SNCR法)是在900～1200℃的高溫下反應，該法的凈化率只有50％；濕法吸收是通過(guò)NaOH、 Ca(OH)2、Mg(OH)2等這些堿性溶液來(lái)吸收凈化氮氧化物，雖然該實(shí)驗的脫除率可以達到90％，但在實(shí)際應用過(guò)程中，會(huì )產(chǎn)生大量的硝酸鹽固體廢棄物，造成二次污染。因此，如何低成本、高效率的處理工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氮氧化物，并且“變廢為寶”將氮氧化物轉化為可循環(huán)使用的硝酸，實(shí)現氮氧化物的達標排放(≤ 100mg/m3)，仍然是有待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

納米材料作為新一代高效環(huán)保催化劑在光催化空氣凈化，汽車(chē)尾氣凈化，化石燃料脫硫和降低溫室效應等空氣凈化領(lǐng)域有很好的應用，被譽(yù)為“21世紀最有前途的材料”。納米無(wú)機氧化物是納米材料的重要組成部分，而稀土氧化物又是一個(gè)亮點(diǎn)，其中納米二氧化鈰是稀土氧化物中活性最高的一個(gè)氧化物催化劑。這是因為納米二氧化鈰(CeO2nanoparticles,CeO2NPs)顆粒尺寸小，表面鍵態(tài)和電子態(tài)與顆粒內部不同，表面光滑度變差，形成了凹凸不平的原子臺階，從而增加了反應接觸面，具有很強的催化性能。利用CeO2NPs的高催化活性，用于催化氧化氮氧化物，將其直接轉化為可循環(huán)使用的硝酸。

但是由于納米材料尺寸小，比表面積大，表面原子數增加，原子配位不足及其高的表面能，是這些表面原子具有很高的活性，極不穩定，容易發(fā)生團聚而使其催化活性降低。另外，催化劑的可循環(huán)使用，可以大大降低成本。對于納米材料而言，目前往往采用離心分離的方法，分離過(guò)程中，能耗高，且效果差。

發(fā)明內容

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種磁性納米復合材料。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種制備磁性納米復合材料的方法。

本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供所述磁性納米復合材料的應用。

技術(shù)負責人： 陳鳳娟 化學(xué)化工學(xué)院