[發明專利]帶有污染物分子印跡的鐵-碳氣凝膠電Fenton陰極及其制備

有效

• 申請號: 201710670687.3
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN107434270B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 王卿寧;趙紅穎;趙國華
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F1/461;C02F1/72
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 譚磊

1.帶有污染物分子印跡的鐵-碳氣凝膠電Fenton陰極的制備方法，其特征在于，該方法是將DMP分子印跡活性位點和納米零價鐵同時原位3D嵌入式生長到碳氣凝膠矩陣中，后依次通過CO₂活化、N₂活化，即制得所述的鐵-碳氣凝膠電Fenton陰極；

該方法具體包括以下步驟：

步驟(1)：稱取適量的間苯二酚、甲醛及碳酸鈉，加入到水中，攪拌混合均勻，制得前驅體溶液；

步驟(2)：向步驟(1)制得的前驅體溶液中加入鐵鹽及DMP模板分子，攪拌混合均勻，注入容器中，密封，DMP模板分子的加入量為200～20000ppm，加入的鐵鹽中金屬Fe與總碳的質量比為1.5～3.5:1；

步驟(3)：將步驟(2)密封的容器于20～30℃條件下，恒溫反應24～30小時，于40～50℃條件下，恒溫反應24～30小時，再于85～90℃條件下，恒溫反應70～75小時，生成帶有目標污染物分子印跡的鐵-碳濕凝膠，將鐵-碳濕凝膠于室溫條件下浸漬于丙酮中3～5天，每天更換一次丙酮，用以置換鐵-碳濕凝膠中的水，待浸漬完成后，于室溫條件下干燥2～3天，獲得結構完整的鐵-碳干凝膠；

步驟(4)：將步驟(3)制得的帶有目標污染物分子印跡的鐵-碳干凝膠置于管式爐中，在N₂氣氛下，進行煅燒，隨后冷卻至室溫，即制得鐵-碳氣凝膠電Fenton陰極；

步驟(5)：將步驟(4)制得的鐵-碳氣凝膠電Fenton陰極置于管式爐中，在CO₂氣氛下，進行CO₂活化熱處理，隨后冷卻至室溫，制得CO₂活化鐵-碳氣凝膠電極；

步驟(6)：再將步驟(5)制得的CO₂活化鐵-碳氣凝膠電極置于管式爐中，在N₂氣氛下，進行N₂活化熱處理，隨后冷卻至室溫，即制得活化后的鐵-碳氣凝膠電Fenton陰極。

2.根據權利要求1所述的帶有污染物分子印跡的鐵-碳氣凝膠電Fenton陰極的制備方法，其特征在于，步驟(5)中CO₂活化熱處理的條件為：在CO₂流速為30～40mL/min的CO₂氣氛下，以3-5℃/min的速率升溫至830～850℃，恒溫1～2小時，然后以3-5℃/min的速率降至室溫，即可。

3.根據權利要求1所述的帶有污染物分子印跡的鐵-碳氣凝膠電Fenton陰極的制備方法，其特征在于，步驟(6)中N₂活化熱處理的條件為：在N₂流速為100～150mL/min的N₂氣氛下，以4～5℃/min的速率升溫至830～870℃，恒溫1～2小時，然后以4～5℃/min的速率降至室溫，即可。

4.根據權利要求1所述的帶有污染物分子印跡的鐵-碳氣凝膠電Fenton陰極的制備方法，其特征在于，步驟(1)中間苯二酚、甲醛、水及碳酸鈉的摩爾比為1:2:16-18:0.0008。

5.采用權利要求1-4任一項所述的方法制備而成的帶有污染物分子印跡的鐵-碳氣凝膠電Fenton陰極。

6.根據權利要求5所述的帶有污染物分子印跡的鐵-碳氣凝膠電Fenton陰極，其特征在于，該鐵-碳氣凝膠電Fenton陰極用于電吸附和催化氧化降解污染物的反應溫度為25-30℃，pH范圍為5～7。