[發明專利]一種利用氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑活化過硫酸鹽降解水體中有機污染物的方法

在審

• 申請號: 202011320382.8
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112408577A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 吳少華;陳俊旭;楊春平;李祥;鐘敏健;盧曉晴;李翔;吳丹晴
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;B01J27/24;C02F101/30;C02F101/38;C02F101/34
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 何文紅

1.一種利用氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑活化過硫酸鹽降解水體中有機污染物的方法，其特征在于，包括以下步驟：將氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑、過硫酸鹽與含有機污染物水體混合進行降解反應，完成對水體中有機污染物的降解；所述氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑包括氮摻雜多孔碳，所述氮摻雜多孔碳中摻雜有單原子鈷。

2.根據權利要求1所述的利用氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑活化過硫酸鹽降解水體中有機污染物的方法，其特征在于，所述氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑是以Co/Zn-ZIF材料為原料經煅燒后制備得到。

3.根據權利要求2所述的利用氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑活化過硫酸鹽降解水體中有機污染物的方法，其特征在于，所述煅燒在惰性氣體保護下進行；所述惰性氣體為氬氣或氮氣；所述煅燒過程中的升溫速率為2℃/min～5℃/min；所述煅燒的溫度為600℃～1000℃；所述煅燒的時間為在2h～6h。

4.根據權利要求3所述的利用氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑活化過硫酸鹽降解水體中有機污染物的方法，其特征在于，所述Co/Zn-ZIF材料由以下方法制備得到：將含鈷和鋅溶液與2-甲基咪唑溶液混合，攪拌8h～24h，離心，采用甲醇洗滌離心后的產物3次～7次，在40℃～70℃的真空條件下干燥，得到Co/Zn-ZIF材料；所述含鈷和鋅溶液中鈷的摩爾含量為總金屬摩爾含量的0.1％～20.0％。

5.根據權利要求4所述的利用氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑活化過硫酸鹽降解水體中有機污染物的方法，其特征在于，所述含鈷和鋅溶液由鈷鹽和鋅鹽溶于甲醇中制備得到；所述鋅鹽為硝酸鋅；所述鈷鹽為氯化鈷、硝酸鈷和硫酸鈷中的至少一種；所述2-甲基咪唑溶液由2-甲基咪唑溶于甲醇中制備得到。

6.根據權利要求1～5中任一項所述的利用氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑活化過硫酸鹽降解水體中有機污染物的方法，其特征在于，所述氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑的添加量為每升含有機污染物水體中添加氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑0.01g～0.2g。

7.根據權利要求1～5中任一項所述的利用氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑活化過硫酸鹽降解水體中有機污染物的方法，其特征在于，所述過硫酸鹽的添加量為每升含有機污染物水體中添加過硫酸鹽0.02mmol～3.0mmol。

8.根據權利要求7所述的利用氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑活化過硫酸鹽降解水體中有機污染物的方法，其特征在于，所述過硫酸鹽為過一硫酸鹽和/或過二硫酸鹽；所述過一硫酸鹽為過一硫酸鉀；所述過二硫酸鹽為過硫酸鈉、過硫酸鉀或過硫酸銨。

9.根據權利要求1～5中任一項所述的利用氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑活化過硫酸鹽降解水體中有機污染物的方法，其特征在于，所述含有機污染物水體中的有機污染物為2,4-二氯苯酚、磺胺二甲基嘧啶、土霉素、四環素、苯酚和雙酚F中的至少一種；所述含有機污染物水體中的有機污染物的濃度為5μmol/L～50μmol/L。

10.根據權利要求1～5中任一項所述的利用氮摻雜多孔碳錨定的單原子鈷催化劑活化過硫酸鹽降解水體中有機污染物的方法，其特征在于，所述降解反應過程中控制反應體系的pH值為3～9；所述降解反應在轉速為120rpm～200rpm的攪拌條件下進行；所述降解反應的溫度為10℃～40℃；所述降解反應的時間為10min～90min。