[發明專利]一種共價三嗪基骨架催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011476535.8
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112588317B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 曾滔;包嘉文;張海燕;宋爽
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;B01J27/24;B01J37/16;C02F1/30;C02F1/72;C02F101/34
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟

本發明提供一種共價三嗪基骨架催化劑及其制備方法，所述共價三嗪基骨架催化劑是一種具有B摻雜和氮缺陷的共價三嗪基骨架材料。本發明通過簡便的燒結有效的將B摻雜和缺陷共同引入原始共價三嗪基骨架中，有效地改變了材料的電子能帶結構,具有豐富的不飽和活性位點，拓展了光吸收范圍，促進光生電子?空穴對的有效分離。制得的具有摻雜和缺陷協同效應的共價三嗪基骨架材料在光驅動下極大地提升了激活過氧單硫酸鹽的能力，可以高效降解BPA。在波長大于420nm的可見光照射下，1h內對20ppm雙酚A的去除率高達98％。

技術領域

本發明涉及一種具有摻雜和缺陷協同效應的共價三嗪基骨架催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

酚類化合物是水環境中普遍存在的一類有機污染物，其中雙酚A(BPA)是一種典型的內分泌干擾化合物，在自然條件下往往難以完全分解。基于PMS(過氧單硫酸鹽)的AOPs因其高效降解難降解的污染物而受到越來越多的關注，這類系統依賴PMS激活，通過各種策略(包括紫外線照射、超聲波、電化學方法和無機多相納米催化劑)生成高反應性的硫種(如硫酸根(SO₄^·-))和氧種(ROS，如羥基自由基(^·OH)和單線態氧(¹O₂))。為了找到一種高質量和綠色過硫酸鹽活化劑，共價三嗪基骨架(CTFs)作為一種具有半導體特性、類似于g-C₃N₄、N₄等三嗪單元的新型多孔聚合物，近年來在光催化領域引起了廣泛的關注。但由于CTFs對于可見光的利用有限、電荷復合快和合成條件苛刻導致在太陽能驅動的AOP中應用很有限(P.Pachfule,A.Acharjya,J.Roeser,T.Langenhahn,M.Schwarze,R.Schomacker,A.Thomas,J.Schmidt,Diacetylene?functionalized?covalent?organic?framework(COF)for?photocatalytic?hydrogen?generation,J.Am.Chem.Soc.140(4)(2018)1423–1427；b)Z.A.Lan,Y.X.Fang,Y.F.Zhang,X.C.Wang,Photocatalytic?oxygen?evolution?fromfunctional?triazine-based?polymers?with?tunable?bandstructures,Angew.Chem.Int.Ed.57(2)(2018)470–474；c)W.Huang,Z.J.Wang,B.C.Ma,S.Ghasimi,D.Gehrig,F.Laquai,K.Landfester,K.A.I.Zhang,Hollow?nanoporous?covalenttriazine?frameworks?via?acid?vapor-assisted?solid?phase?synthesis?forenhanced?visible?light?photoactivity,J.Mater.Chem.A4(20)(2016)7555–7559.)。在原始共價三嗪基材料中引入硼摻雜和缺陷后，會產生豐富的不飽和活性位點，可以有效改變了電子能帶結構拓展，擴展光吸收范圍，促進光生電子-空穴對的有效分離。因此，制備一種具有摻雜和缺陷協同效應的共價三嗪基骨架材料至關重要。

發明內容

為了克服現有技術對于可見光的利用有限、電荷復合快和合成條件苛刻等缺陷，本發明提供一種具有摻雜和缺陷協同效應的共價三嗪基骨架催化劑及其制備方法和應用。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

本發明提供一種共價三嗪基骨架催化劑，所述共價三嗪基骨架催化劑是一種具有B摻雜和氮缺陷的共價三嗪基骨架催化劑，所述共價三嗪基骨架催化劑是以共價三嗪基骨架材料與NaBH₄充分混合后在惰性氣體的氛圍下在250-350℃燒結，冷卻后得到的物質。