[發明專利]負載型陽極材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010046896.2
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111170417B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 湯琳;馮浩朋;羅婷;曾光明;倪婷;王敬敬;彭博
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/467
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 何文紅

本發明公開了一種負載型陽極材料及其制備方法和應用，該負載型陽極材料包括由泡沫狀材料和負載有磷摻雜層狀鐵鈷雙金屬氫氧化物納米片材料復合而成的負載型磷摻雜層狀鐵鈷雙金屬氫氧化物納米片材料，其上負載有金屬納米點。其制備方法包括將金屬納米點負載在負載型磷摻雜層狀鐵鈷雙金屬氫氧化物納米片材料上。本發明負載型陽極材料具有成本低廉、活性高、穩定性好、綠色環保等優點，是一種新型的電氧化陽極材料，作為電氧化體系的陽極可廣泛用于降解抗生素污染物，有著很高的使用價值和很好應用前景。本發明制備方法具有工藝簡單、操作方便、制備條件溫和、成本低廉、不會產生有毒易爆炸氣體、綠色環保等優點，適合于大規模制備，利于工業化應用。

技術領域

本發明屬于環境功能型材料和電化學水處理技術領域，涉及一種負載型陽極材料及其制備方法和應用。

背景技術

自從抗生素問世以來，它不僅被廣泛的應用于人類醫療，還被大量的應用于水產養殖和家禽家畜養殖過程中，以低劑量添加在飼料中，長期用于動物的生長和疾病預防過程中，以提高產量。但是，這些抗生素卻不能完全被機體吸收，而大部分是以原形或者代謝中間產物的形式排到環境中，從而影響到病菌的抗藥性，進而危害人類的安全和生態健康。傳統的生物法對抗生素污染的治理收效甚微，而化學氧化法需要額外添加化學試劑，成本較高；傳統的電芬頓技術對pH要求比較苛刻，而且需要額外添加鐵鹽，易產生大量的鐵污泥等；電化學氧化可以直接在陽極表面通過水分子的氧化產生自由基，從而礦化有機污染物，不需要額外添加化學試劑，設備簡單，易于規?；瘧茫虼艘鹆巳藗兊膹V泛關注。

目前，工程中常用到的陽極氧化的電極材料，如硼摻雜金剛石電極(BDD)，具有較高的析氧過電位和較高的自由基產量，但是昂貴的價格，限制了它的大規模應用；鈦片/二氧化釕電極，具有較高的穩定性，但是自由基的產量非常的低；因此，尋求高穩定、高自由基產量和低成本的電氧化陽極材料應用于電氧化體系降解抗生素污染物具有極大的意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種成本低廉、活性高、穩定性好、綠色環保的負載型陽極材料及其制備方法和應用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種負載型陽極材料，包括負載型磷摻雜層狀鐵鈷雙金屬氫氧化物納米片材料，所述負載型磷摻雜層狀鐵鈷雙金屬氫氧化物納米片材料上負載有金屬納米點；所述負載型磷摻雜層狀鐵鈷雙金屬氫氧化物納米片材料是以泡沫狀材料為載體，所述泡沫狀材料上負載有磷摻雜層狀鐵鈷雙金屬氫氧化物納米片材料。

上述的負載型陽極材料，進一步改進的，所述金屬納米點為銅納米點、鐵納米點、鈷納米點、鎳納米點中的至少一種。

上述的負載型陽極材料，進一步改進的，所述泡沫狀材料為泡沫鎳、泡沫鐵、碳氈、碳纖維中的其中一種。

作為一個總的技術構思，本發明還提供了一種上述的負載型陽極材料的制備方法，包括以下步驟：將負載型磷摻雜層狀鐵鈷雙金屬氫氧化物納米片材料與金屬鹽B/絡合劑B的混合溶液混合，逐滴加入還原劑進行還原反應，使金屬鹽B中的金屬元素還原成金屬納米點并負載在負載型磷摻雜層狀鐵鈷雙金屬氫氧化物納米片材料上，洗滌，干燥，得到負載型陽極材料。

上述的制備方法，進一步改進的，所述負載型磷摻雜層狀鐵鈷雙金屬氫氧化物納米片材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、將泡沫狀材料與含鐵鹽、鈷鹽、氯化銨、尿素的混合溶液混合進行水熱反應，得到負載型層狀鐵鈷雙金屬氫氧化物納米片材料；

S2、將步驟S1中得到的負載型層狀鐵鈷雙金屬氫氧化物納米片材料與磷酸二氫鈉混合進行磷雜化，得到負載型磷摻雜層狀鐵鈷雙金屬氫氧化物納米片材料。