[發明專利]一種二硫化鈷/碳纖維復合材料的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202010040668.4
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111203236B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 原沁波;劉世斌;董志帥
• 申請（專利權）人: 清創人和生態工程技術有限公司
• 主分類號: B01J27/043
• 分類號: B01J27/043;C02F1/461;C02F1/72;C25B1/30;C25B11/091;C02F101/34
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 郭海燕

本發明屬于電催化及水處理技術領域，具體涉及一種二硫化鈷/碳纖維復合材料的制備方法及應用。制備方法為：將碳纖維進行氮化處理后得到氮化碳纖維；將鈷離子鹽、硫代硫酸鈉、升華硫與超純水混合，得到混合液；將所述氮化碳纖維與混合溶液混合，水熱反應后，得到二硫化鈷/碳纖維復合材料。本發明通過一步水熱法制備出了二硫化鈷/碳纖維復合材料，該制備工藝簡單安全，反應條件溫和可控，成本低廉。還公開了該復合材料應用于電催化陰極原位產生過氧化氫并同步降解有機污染物。

技術領域

本發明屬于電催化及水處理技術領域，具體涉及一種二硫化鈷/碳纖維復合材料的制備方法及應用。

背景技術

自改革開放以來，工農業的快速發展和人們生活水平的日益提高，使得環境水體中有機污染物的種類和數量呈現逐年增長的趨勢，因此，提出或發展一種高效經濟的水處理工藝是保障人類健康良好的生態環境的前提和基礎條件。其中，高級氧化技術(Advancedoxidation?processes，簡稱AOPs)作為一種高效且操作簡單的水處理技術而備受關注，尤其是在一些用傳統方法難以處理的有機污染物領域有一些應用?！案呒壯趸钡母拍钍菍⒃诜磻^程中能夠產生·OH的氧化過程定義為AOPs?！H具有很強的氧化能力，其氧化能力僅次于F₂，而且·OH的氧化反應無選擇性，能與絕大多數的富電子有機化合物發生一系列無選擇性自由基鏈式反應，達到最終降解有機污染物的目的。

AOPs與其他水處理技術，如物理法、生物法等相比較具有反應高效、快速，二次污染小等優點，有著廣闊的發展空間。有的研究者向溶液中加入鐵離子，發生電Fenton反應，有的研究者向溶液中加入氯氣，氯氣與水反應生成的次氯酸根離子具有強氧化性，將廢水的有機物氧化，弱化了過氧化氫的作用，而我們應該關注于更多的生成過氧化氫，使得過氧化氫快速分解生成的羥基來降解廢水中的有機物，依此我們設計了二硫化鈷/碳纖維復合電極。而目前二硫化鈷的制備工藝主要通過溶劑熱方法制備，有的為了得到好的晶體結構先制備出氧化鈷材料，再將其置于管式爐中進行硫化處理，制備過程復雜且所需溫度較高。

發明內容

針對目前二硫化鈷的制備過程復雜且所需溫度較高的問題，本發明提供了一種二硫化鈷/碳纖維復合材料的制備方法及應用。

為了達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：

一種二硫化鈷/碳纖維復合材料，通過以下步驟制得：

步驟1，將碳材料進行氮化處理后得到氮化碳纖維；

步驟2，將鈷離子鹽、硫代硫酸鈉、升華硫與超純水混合，得到混合液；

步驟3，將所述氮化碳纖維與混合溶液混合，水熱反應后，得到二硫化鈷/碳纖維復合材料。

一種二硫化鈷/碳纖維復合材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將碳材料進行氮化處理后得到氮化碳纖維；

步驟2，將鈷離子鹽、硫代硫酸鈉、升華硫與超純水混合，得到混合液；

步驟3，將所述氮化碳纖維與混合溶液混合，水熱反應后，得到二硫化鈷/碳纖維復合材料。

進一步，所述步驟1將碳纖維進行氮化處理后得到氮化碳纖維的具體操作為：將碳材料依次在丙酮、乙醇、去離子水中進行清洗、干燥；在磁力攪拌條件下配置尿素溶液，轉移至反應釜中進行第一次水熱反應，進行氮化處理得到氮化碳纖維。碳材料主要作為載體，便于活性組分負載，且碳纖維具有良好的導電性。

進一步，所述步驟2將鈷離子鹽、硫代硫酸鈉、升華硫與超純水混合，得到混合液的具體操作為：稱取鈷離子鹽、硫代硫酸鈉和升華硫，在磁力攪拌條件下溶解于超純水中，得到混合液。