[發(fā)明專利]一種高效活化PMS的碳基單原子催化劑的制備方法、產(chǎn)品及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110986556.2
• 申請(qǐng)日: 2021-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113680348B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉超;吳林駿;李乃穩(wěn);王躍森;李君;黃滟淳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/80
• 分類號(hào): B01J23/80;B01J21/18;B01J27/24;B01J37/34;B01J35/10;B01J37/08;C02F1/72;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 成都玖和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

本發(fā)明公開(kāi)了一種高效活化PMS的碳基單原子催化劑的制備方法、產(chǎn)品及應(yīng)用，所述制備方法包括：1)制備PS球；2)制備ZIF@PS；3)制備Cosubgt;SA/subgt;?N/OC。由該方法制得的PMS碳基單原子催化劑能夠高效活化PMS，使活化后的PMS在不同的水體條件下都對(duì)水中新興有機(jī)污染物具有很高的去除率，具有很高的實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及PMS催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高效活化PMS的碳基單原子催化劑的制備方法、產(chǎn)品及應(yīng)用。

背景技術(shù)

新興有機(jī)污染物在水生環(huán)境中的廣泛傳播受到越來(lái)越多的關(guān)注，主要包括抗生素、激素、個(gè)人護(hù)膚品、殺蟲(chóng)劑等。這些污染物主要通過(guò)家庭、醫(yī)院、農(nóng)業(yè)和工業(yè)活動(dòng)進(jìn)入水體。新煙堿類殺蟲(chóng)劑在環(huán)境中的積累，不僅會(huì)影響傳粉昆蟲(chóng)的生存，還會(huì)對(duì)人類健康造成慢性危害。研究表明，長(zhǎng)期接觸新煙堿類殺蟲(chóng)劑會(huì)增加兒童患神經(jīng)發(fā)育障礙和老年人患帕金森病和阿爾茨海默病的風(fēng)險(xiǎn)。目前已有針對(duì)這些污染物的微生物降解方法，但這種傳統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜、效率低、易受環(huán)境因素影響。

高級(jí)氧化技術(shù)因其操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)迅速、綠色高效等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。基于硫酸根自由基?(?SO^4?)?的高級(jí)氧化可潛在地用于去除水中的難降解有機(jī)污染物。硫酸根與藥品和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品、殺蟲(chóng)劑和全氟化合物等不同類型微有機(jī)污染物的反應(yīng)已得到充分研究。硫酸鹽自由基通常由過(guò)硫酸鹽，特別是過(guò)PMS（過(guò)一硫酸鹽）或?PDS（過(guò)二硫酸鹽）的異質(zhì)活化產(chǎn)生，并且通常伴隨著羥基自由基?(?OH^?)?的形成。除了自由基的產(chǎn)生外，在過(guò)硫酸根活化中也觀察到非自由基途徑。與非選擇性自由基氧化不同，非自由基氧化僅對(duì)某些有機(jī)污染物有效，因此，過(guò)硫酸鹽活化過(guò)程中自由基和非自由基途徑的共存將為水/廢水中真正復(fù)雜的污染物提供優(yōu)于單一活化途徑的一些優(yōu)勢(shì)。

Co²⁺可有效激活均質(zhì)PMS，但其不利的健康影響阻礙了其應(yīng)用。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出各種氧化/硫化鈷催化劑來(lái)減輕?Co²⁺浸出，同時(shí)保持?PMS?活化的高效率。碳質(zhì)材料是理想的載體，因?yàn)樗鼈兙哂懈弑砻娣e，能為金屬的負(fù)載提供大量的位點(diǎn)。鈷通過(guò)化學(xué)結(jié)合分散在碳質(zhì)材料上可以減少?Co²⁺浸出并提供非常規(guī)的電子分布，從而提高長(zhǎng)期催化活性。雖然這種結(jié)合可以在很大程度上減輕活性位點(diǎn)的聚集，但最大限度地暴露活性位點(diǎn)仍然具有挑戰(zhàn)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種PMS的碳基單原子催化劑的制備方法，以至少達(dá)到高效活化PMS，使其能夠有效去除水體微污染物的作用。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種高效活化PMS的碳基單原子催化劑的制備方法，包括以下步驟：

1）將單體PS球模板研磨后，加入到無(wú)水甲醇溶液中，并進(jìn)行超聲分散，得到分散體系；

2）向所述分散體系中添加Zn（NO₃）₂·6H₂O和Co（NO₃）₂·6H₂O，并攪拌不低于10min，然后添加二甲基咪唑的甲醇溶液，劇烈攪拌不低于1h，然后離心并洗滌，得到前驅(qū)體?；

3）將步驟2）所得前驅(qū)體放入甲醇與氨水的混合溶液中浸泡不低于18h，得到PS@Zn/Co-ZIF,然后過(guò)濾和洗滌；

4）將步驟3）所得物料于氮?dú)夥諊徐褵吹谩?/p>