[發明專利]一種限域型CoCNx@C復合催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910179951.2
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109876848B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 鄭壽榮;侯吉妃;顧天予;許昭怡;孫敬雅;莊偉;李紅;徐麗霞;楊沙沙;仇昊
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: B01J29/04
• 分類號: B01J29/04;B01J27/24;B01J35/10;C02F1/72;C02F101/34
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 施婷婷;韓朝暉

1.一種限域型CoCNx@C復合催化劑，其特征在于，所述催化劑以介孔氧化物為載體，以Co為中心的大環化合物為前驅體，前驅體熱解在載體孔道內部形成限域型CoCNx@C復合催化劑，催化劑活性位CoCNx主要分散及限域在載體的孔道內，催化劑的比表面積為100-800m² g^-1，載體孔道的孔體積為0.2-1.5cm³ g^-1，Co元素含量為0.1-0.4wt.％。

2.如權利要求1所述的一種限域型CoCNx@C復合催化劑，其特征在于，所述Co元素的含量為0.15-0.32wt.％；所述介孔氧化物載體為介孔氧化鋁、介孔氧化鈰或介孔二氧化硅；所述前驅體為含Co的卟啉大環化合物。

3.一種權利要求1所述的限域型CoCNx@C復合催化劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

介孔氧化物載體預先經100-200℃真空干燥處理12-48小時；

將前驅體通過等體積浸漬法加入到上述介孔氧化物載體中，充分混合均勻，室溫干燥2-6小時；

用有機溶劑的混合液洗滌去除介孔氧化物載體表面上的前驅體，在60-100℃干燥后，惰性氣體氛圍下高溫碳化2-6小時，碳化溫度為500-700℃，即得所述催化劑。

4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述介孔氧化物載體為介孔氧化鋁、介孔氧化鈰或介孔二氧化硅；所述有機溶劑為二氯甲烷、正丁醇、乙醇、四氯化碳或苯。

5.如權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，所述前驅體為含鈷的卟啉大環化合物。

6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述含鈷的卟啉大環化合物為維生素B₁₂、酞菁鈷、普魯士藍類配合物或鈷卟啉。

7.權利要求1所述的限域型CoCNx@C復合催化劑的應用，其特征在于，所述催化劑液相活化過硫酸鹽，氧化降解藥物污染物。

8.如權利要求7所述的應用，其特征在于，在常溫常壓條件下，將藥物污染物溶液加入所述催化劑，攪拌后，加入過硫酸鹽為氧化劑，活化的過硫酸鹽產生高活性自由基，將藥物污染物完全降解為CO₂和H₂O。

9.如權利要求8所述的應用，其特征在于，所述過硫酸鹽為過一硫酸氫鹽PMS或過二硫酸鹽PDS；所述藥物污染物為萘普生、四環素、泰樂菌素或撲熱息痛。

10.如權利要求8或9所述的應用，其特征在于，所述催化劑的投加量為10-30mg；所述藥物污染物的體積為50-500mL，濃度為0.0215-0.086mM；所述過硫酸鹽的投加量是1-5mM。