[發明專利]一種硒、氮共摻雜生物炭催化材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010815420.0
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112023967B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 石巖;張可菁;史美清;司夢瑩;柴立元;楊志輝
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/10;B01J37/08;B01J37/16;B01J37/32;B01J37/36;C02F1/72;C02F101/34
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 鐘丹;魏娟

1.一種硒、氮共摻雜生物炭催化材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將細菌接種于無菌培養基中，進行擴大培養，然后再將Na₂SeO₃加入無菌培養基中，獲得含Na₂SeO₃的培養基，生物還原，固液分離獲得Bio-Se細菌前驅體；

(2)將步驟(1)所得的Bio-Se細菌前驅體與氮源混合、干燥獲得Se/N復合細菌前驅體；

(3)將步驟(2)所得Se/N復合細菌前驅體置于保護氣氛中熱解處理，所得熱解產物即為硒、氮共摻雜生物炭催化材料；

所述催化材料中，按原子比計，Se的摻雜量為0.87-1.03at％，N的摻雜量為3.17-5.68at％。

2.根據權利要求1所述的一種硒、氮共摻雜生物炭催化材料的制備方法，其特征在于：所述催化材料為三維分層多孔結構。

3.根據權利要求1所述的一種硒、氮共摻雜生物炭催化材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述細菌為保藏編號為CGMCC No.15753的芽孢桿菌Bacillus megaterium B-10。

4.根據權利要求1所述的一種硒、氮共摻雜生物炭催化材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述無菌培養基選自牛肉膏蛋白胨培養基、CB培養基、LB培養基中的一種，

步驟(1)中，所述細菌的擴大培養條件為溫度25-40℃，自然pH條件，時間為12-36h。

5.根據權利要求1所述的一種硒、氮共摻雜生物炭催化材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，含Na₂SeO₃的培養基中，Na₂SeO₃的濃度為0.2-2g/L。

6.根據權利要求1所述的一種硒、氮共摻雜生物炭催化材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，生物還原的時間為12-36h，

步驟(1)中，所述固液分離的方式為離心分離，離心分離的轉速為6500-9000rpm，時間為3-10min。

7.根據權利要求1所述的一種硒、氮共摻雜生物炭催化材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述氮源選自尿素、三聚氰胺、氯化銨中的至少一種，所述氮源的加入量為Bio-Se細菌前驅體濕重的0.2-1倍。

8.根據權利要求1所述的一種硒、氮共摻雜生物炭催化材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述熱解處理的溫度為700-900℃，熱解處理的時間為1-3h，升溫速度為2-5℃/min。

9.根據權利要求1-8任意一項所述的制備方法所制備的一種硒、氮共摻雜生物炭催化材料的應用，將所述硒、氮共摻雜生物炭催化材料用于活化過硫酸鹽降解污染物。