System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种泡沫锌作为基底负载ZIF-L的自支撑催化剂、制备方法及其应用技术_技高网

一种泡沫锌作为基底负载ZIF-L的自支撑催化剂、制备方法及其应用技术

技术编号:40148604 阅读:6 留言:0更新日期:2024-01-24 00:54
本发明专利技术公开了一种泡沫锌作为基底负载ZIF‑L自支撑材料催化剂、制备方法及其应用,属于金属有机框架负载型材料技术领域。本发明专利技术的目的是解决目前处理水体中磺胺甲恶唑污染成本高、降解效率低,分离与回收难等缺陷,本发明专利技术首先使用室温浸渍法将泡沫锌浸入ZIF‑L溶液中,得到所述催化剂。本发明专利技术所制备的催化剂表面含有丰富的基团;具有特殊的自支撑一体化结构,方便分离与回收;催化剂表面呈交联形式堆积,可以增加催化剂比表面积,有利于提高催化效果。对过一硫酸盐有非常好的活化作用,具有一定的抗离子干扰性以及环境适应性,10次循环后依然具有较高的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属有机框架。


技术介绍

1、随着社会的高速发展,抗生素的广泛使用产生了大量抗生素废水,抗生素对于环境与人体危害极大,而且具有一定的生物毒性。磺胺甲恶唑则是抗生素废水中常见的污染物,传统的污水处理技术难以处理,存在生物降解性差的弊端。近年来,基于过一硫酸盐(pms)的高级氧化技术(sr-aops)氧化能力强、ph适应范围广且反应条件较温和,催化剂活化pms的实质是可以产生硫酸盐自由基(so4·-)、羟基自由基(·oh)、超氧自由基(o2·-)以及单线态氧(1o2),从而高效降解污染物已经成为众多科研工作者的研究热点。

2、近年来,钴基金属-有机框架(mofs)因其独特的多孔结构以及优异的催化性能而备受关注,尤其是沸石咪唑框架(zifs)表面存在丰富的官能团,同时具备丰富的co物种以及良好的化学稳定性。然而,传统的粉末催化剂存在易团聚,比表面积小且难以分离回收的问题,通过将粉末催化剂负载在多孔泡沫金属中则可以很好提高传质效率,暴露更多的活性位点。


技术实现思路

1、为了解决目前处理水体中磺胺甲恶唑(smx)污染成本高、降解效率低等缺陷,本专利技术旨在提供一种以泡沫锌作为基底负载的zif-l自支撑催化剂。

2、本专利技术通过如下技术方案实现:

3、本专利技术中一种以泡沫锌作为基底负载zif-l的自支撑催化剂,基底为泡沫锌,表面负载有zif-l,zif-l在泡沫锌表面呈现出光滑的纳米片状结构,且纳米片以交联形式堆积在泡沫锌表面,纳米片厚度为1μm,长度为4-5μm。

4、本专利技术中一种泡沫锌作为基底负载zif-l的自支撑催化剂的制备方法,具体包括如下步骤:

5、1)分别配制出浓度为0.63~0.65mol/l的2-甲基咪唑溶液与0.07~0.09mol/l的硝酸钴溶液;

6、2)将泡沫锌在水和乙醇中各超声处理10min;所述泡沫锌的孔隙率为95%~98%,孔径为110ppi;

7、3)将等体积的硝酸钴溶液快速加入2-甲基咪唑溶液中,并在室温下将步骤2)处理好的泡沫锌浸入上述两种溶液的混合溶液中1~2h;

8、4)将泡沫锌取出后用去离子水洗涤,并在60℃下干燥后得到以泡沫锌作为基底负载zif-l的自支撑催化剂。

9、优选地,步骤1)中所述硝酸钴溶液浓度为0.08mol/l,2-甲基咪唑溶液浓度为0.64mol/l。

10、优选地,步骤3)中的浸渍时间为1.5h。

11、本专利技术中以泡沫锌作为基底负载zif-l的自支撑催化剂用于降解水中的磺胺甲恶唑。具体方法为:在含有磺胺甲恶唑的水中加入所述催化剂和过一硫酸盐(pms),水中pms浓度为0.4mm,对pms产生活化作用,催化降解磺胺甲恶唑。

12、优选的,催化降解温度为15℃。

13、本专利技术的有益效果:

14、相较于传统粉末催化剂,本专利技术所制备的催化剂制备流程简易可行,成本低廉。由多孔泡沫锌作为基底,有利于材料的分离与回收;而且本专利技术呈现出一种纳米片状交联堆叠的状态,分布均匀,这种结构可以增加催化剂比表面积,有利于污染物与催化剂之间的接触;该催化剂可应用性极强,适用于大规模处理废水中污染物。

15、经过测试表明,该催化剂对pms有非常好的活化作用,具有一定的抗离子干扰性,能够适应更加复杂的环境,还具有较高的循环使用性、循环稳定性。

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【技术保护点】

1.一种泡沫锌作为基底负载ZIF-L的自支撑催化剂,其特征在于,所述催化剂的基底为泡沫锌,表面负载有ZIF-L,ZIF-L在泡沫锌表面呈现出光滑的纳米片状结构,且纳米片以交联形式堆积在泡沫锌表面,纳米片厚度为1μm,长度为4-5μm。

2.如权利要求1所述的泡沫锌作为基底负载ZIF-L的自支撑催化剂的制备方法,其特征在于,该方法的具体步骤为:

3.根据权利要求2所述的泡沫锌作为基底负载ZIF-L的自支撑催化剂的制备方法,其特征在于,步骤3)中的浸渍时间为1.5h。

4.根据权利要求2所述的泡沫锌作为基底负载ZIF-L的自支撑催化剂的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述硝酸钴溶液浓度为0.08mol/L,2-甲基咪唑溶液浓度为0.64mol/L。

5.如权利要求1所述泡沫锌作为基底负载ZIF-L的自支撑催化剂用于降解水中的磺胺甲恶唑。

6.根据权利要求5所述泡沫锌作为基底负载ZIF-L的自支撑催化剂的用途,其特征在于,在含有磺胺甲恶唑的水中加入所述以泡沫锌作为基底负载ZIF-L的自支撑催化剂和过一硫酸盐,水中过一硫酸盐浓度为0.4mM,对过一硫酸盐产生活化作用,催化降解磺胺甲恶唑。

7.根据权利要求6所述泡沫锌作为基底负载ZIF-L的自支撑催化剂的用途,其特征在于,催化降解温度为15℃。

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【技术特征摘要】

1.一种泡沫锌作为基底负载zif-l的自支撑催化剂,其特征在于,所述催化剂的基底为泡沫锌,表面负载有zif-l,zif-l在泡沫锌表面呈现出光滑的纳米片状结构,且纳米片以交联形式堆积在泡沫锌表面,纳米片厚度为1μm,长度为4-5μm。

2.如权利要求1所述的泡沫锌作为基底负载zif-l的自支撑催化剂的制备方法,其特征在于,该方法的具体步骤为:

3.根据权利要求2所述的泡沫锌作为基底负载zif-l的自支撑催化剂的制备方法,其特征在于,步骤3)中的浸渍时间为1.5h。

4.根据权利要求2所述的泡沫锌作为基底负载zif-l的自支撑催化剂的制备方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜维周实刘博李昱昕刘春波孙明辉
申请(专利权)人:吉林师范大学
类型:发明
国别省市:

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