一种含氮碳材料及其制备方法和在降解双酚技术

本发明专利技术提供了一种含氮碳材料及其制备方法和在降解双酚

【技术实现步骤摘要】
一种含氮碳材料及其制备方法和在降解双酚A中的应用


[0001]本专利技术涉及污水处理
，特别涉及一种含氮碳材料及其制备方法和在降解双酚
A
中的应用
。

技术介绍

[0002]BPA(
双酚
A)
在工业生产中广泛使用，但是这种物质会对自然环境和人体健康产生严重危害
。
目前，
BPA
在各种水体中均有发现，因此，有必要开发一种高效的工艺用来降解
BPA。
[0003]目前处理含
BPA
废水的方法多种多样，主要有固定化菌体处理法
、
溶剂萃取法
、
吸附法
、
混凝沉淀法等，但是这些传统的处理方法存在处理效率低
、
投入成本大
、
易造成二次污染等问题，已不适应目前经济快速发展与日益严格的环境要求
。
因此，亟需开发新型的处理技术
。
[0004]近年来，通过活化过一硫酸盐
(PMS)
产生硫酸根自由基氧化降解有机物的过硫酸盐氧化法得到广泛的研究
。
过硫酸盐氧化法反应条件简单温和，具有广阔的发展前景
。
过一硫酸盐
(PMS)
的活化效率是影响过硫酸盐氧化法降解水体中有机污染物效果的关键，为提高
PMS
的活化效率，研究人员进行了不同探索，其中碳材料作为一种无机非金属材料，因具有环境友好的优点被广泛关注/>。
但是碳材料的化学惰性特点限制了其在催化领域的应用
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种含氮碳材料及其制备方法和在降解双酚
A
中的应用
。
本专利技术制备的含氮碳材料用于活化
PMS
处理水中双酚
A
时具有良好的催化活性，能够实现双酚
A
的高效降解
。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种含氮碳材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]将葡萄糖和尿素混合进行聚合反应，得到所述含氮碳材料；所述葡萄糖和尿素的质量比为
1:1
～
20
；所述聚合反应的温度为
450
～
550℃。
[0009]优选地，升温至所述聚合反应的温度的升温速率为2～
5℃/min
；所述聚合反应的时间为1～
2h。
[0010]优选地，所述聚合反应后，还包括将所得产物依次进行洗涤和干燥；所述洗涤包括水洗和乙醇洗涤
。
[0011]本专利技术提供了以上技术方案所述制备方法制备得到的含氮碳材料
。
[0012]本专利技术提供了以上技术方案所述含氮碳材料在催化过一硫酸盐降解双酚
A
中的应用
。
[0013]本专利技术还提供了一种降解双酚
A
的方法，包括以下步骤：
[0014]将含氮碳材料加入待处理含双酚
A
溶液中进行混合，然后向所得混合液中加入过一硫酸盐进行催化降解；所述含氮碳材料为以上技术方案所述含氮碳材料
。
[0015]优选地，所述含双酚
A
溶液中的双酚
A
的浓度为1～
20mg/L
，所述含双酚
A
溶液的
pH
值为2～
10。
[0016]优选地，所述含氮碳材料与含双酚
A
溶液的质量比为
1:20
～
1:5000。
[0017]优选地，所述过一硫酸盐与含氮碳材料的质量比为
1:1
～
30。
[0018]优选地，所述催化降解的温度为
10
～
80℃
，所述催化降解的时间为
30
～
40min。
[0019]本专利技术提供了一种含氮碳材料的制备方法，包括以下步骤：将葡萄糖和尿素混合进行聚合反应，得到所述含氮碳材料；所述葡萄糖和尿素的质量比为
1:1
～
20
；所述聚合反应的温度为
450
～
550℃。
本专利技术基于
g
‑
C3N4的聚合方法，以葡萄糖和尿素为原料合成出了含氮碳材料，氮的掺入能够有效打破碳材料的惰性，提高电子流动性，且所得含氮碳材料具有较高的表面积和丰富的石墨
‑
氮活性位
。
将本专利技术制备的含氮碳材料用于活化过一硫酸盐
(PMS)
处理水中双酚
A
时具有良好的催化活性，能够激发
PMS
的活性，实现双酚
A
的高效降解；而且，所述含氮碳材料可以适应的
pH
范围更宽，对
pH
值为2～
10
的含双酚
A
溶液均可实现良好的降解效果
。
附图说明
[0020]图1为实施例1～4以及对比例1不同比例含氮碳材料的
SEM
图；
[0021]图2为实施例1～4以及对比例1不同比例含氮碳材料的红外谱图；
[0022]图3为实施例1～4以及对比例1不同比例含氮碳材料的
X
射线衍射谱图；
[0023]图4为实施例1～4以及对比例1含氮碳材料对
BPA
的去降解效率曲线图；
[0024]图5为实施例3制备的含氮碳材料
NCC
‑3在不同温度下对
BPA
的降解效果图；
[0025]图6为实施例3制备的含氮碳材料
NCC
‑3在不同
pH
值下对
BPA
的降解效果图
。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种含氮碳材料的制备方法，包括以下步骤：
[0027]将葡萄糖和尿素混合进行聚合反应，得到所述含氮碳材料；所述葡萄糖和尿素的质量比为
1:1
～
20
；所述聚合反应的温度为
450
～
550℃。
[0028]在本专利技术中，若无特别说明，所涉及原材料均为本领域技术人员熟知的市售商品
。
[0029]在本专利技术中，所述葡萄糖和尿素的质量比为
1:1
～
20
，在本专利技术实施例中，所述葡萄糖和尿素的质量比为
1:1、1:2、1:4
或
1:20。
在本专利技术中，所述葡萄糖作为碳源，尿素作为氮源，本专利技术通过在碳材料里掺入氮，有效的增加碳材料的比表面积，并且所得含氮碳材料可以激发<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种含氮碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将葡萄糖和尿素混合进行聚合反应，得到所述含氮碳材料；所述葡萄糖和尿素的质量比为
1:1
～
20
；所述聚合反应的温度为
450
～
550℃。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，升温至所述聚合反应的温度的升温速率为2～
5℃/min
；所述聚合反应的时间为1～
2h。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应后，还包括将所得产物依次进行洗涤和干燥；所述洗涤包括水洗和乙醇洗涤
。4.
权利要求1～3任意一项所述制备方法制备得到的含氮碳材料
。5.
权利要求4所述含氮碳材料在催化过一硫酸盐降解双酚
A
中的应用
。6.
一种降解双酚
A
的方法，其特征在于，包括以下步骤：将含氮碳材料加入待处理含双酚
A
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧雅，丁克强，王志军，仉丽娟，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：