[發(fā)明專(zhuān)利]一種生物質(zhì)廢渣基單原子金屬催化劑及其制備方法與應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210038346.5
• 申請(qǐng)日: 2022-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114210331A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈國(guó)清;王晨;劉煥然;孫鵬;李曉穎;陳欽程
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/72
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/72;B01J23/745;B01J23/75;B01J27/24;B01J35/00;B01J37/08;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 吳文濱

1.一種生物質(zhì)廢渣基單原子金屬催化劑的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)將生物質(zhì)廢渣干燥、粉碎、過(guò)篩后得到廢渣粉末，之后進(jìn)行限氧熱解，得到生物質(zhì)炭；

2)將生物質(zhì)炭與氫氧化鉀溶液混合后進(jìn)行攪拌，之后進(jìn)行干燥，再于限氧條件下進(jìn)行二次熱解，得到多孔炭；

3)將金屬前驅(qū)體與鄰菲咯啉溶于有機(jī)溶劑中，之后加入多孔炭，并進(jìn)行攪拌，之后烘干得到粉末，將粉末與氰胺類(lèi)化合物混合均勻，在保護(hù)性氣氛下燒結(jié)，即得到所述的生物質(zhì)廢渣基單原子金屬催化劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)廢渣基單原子金屬催化劑的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述的生物質(zhì)廢渣包括糠醛渣、沼渣、活性污泥、咖啡渣中的一種或更多種，所述的廢渣粉末的粒徑為0.1-5mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)廢渣基單原子金屬催化劑的制備方法，其特征在于，步驟1)中，限氧熱解的溫度為400-800℃，時(shí)間為1-4h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)廢渣基單原子金屬催化劑的制備方法，其特征在于，步驟2)中，將生物質(zhì)炭與氫氧化鉀溶液混合后，生物質(zhì)炭的濃度為3-300mg/mL，氫氧化鉀的濃度為0.01-2mol/L。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)廢渣基單原子金屬催化劑的制備方法，其特征在于，步驟2)中，攪拌時(shí)間為0.1-5h；二次熱解的溫度為600-900℃，時(shí)間為1-6h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)廢渣基單原子金屬催化劑的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述的金屬前驅(qū)體為三乙酰丙酮鐵、硝酸鐵、乙酸鐵、氯化鐵、酞菁鐵、乙酸錳、乙酰丙酮錳、乙酰丙酮鈷、乙酸鈷、硝酸鈷、氯化鈷、硝酸鎳、硝酸銅、乙酸銅、硝酸銀中的一種或更多種，所述的有機(jī)溶劑為乙醇，所述的氰胺類(lèi)化合物包括三聚氰胺、雙氰胺中的一種或更多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)廢渣基單原子金屬催化劑的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述的有機(jī)溶劑中，鄰菲咯啉的濃度為0.1-5mmol/L，多孔炭的濃度為1-50mg/mL，鄰菲咯啉與金屬前驅(qū)體的摩爾比為1:(1-10)；所述的粉末與氰胺類(lèi)化合物的質(zhì)量比為1:(3-10)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)廢渣基單原子金屬催化劑的制備方法，其特征在于，步驟3)中，攪拌時(shí)間為0.1-5h；所述的保護(hù)性氣氛中含有氮?dú)?、氬氣中的一種或更多種，氣流為60-200mL/min；燒結(jié)的溫度為600-900℃，時(shí)間為1-6h。

9.一種生物質(zhì)廢渣基單原子金屬催化劑，其特征在于，該催化劑采用如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的方法制備而成。

10.一種如權(quán)利要求9所述的生物質(zhì)廢渣基單原子金屬催化劑的應(yīng)用，其特征在于，所述的催化劑用于降解有機(jī)污染物。