【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水污染处理，在确定了以nh2-mil-101(fe)为基底的mofs衍生物碳材料为高效活化剂后，通过向nh2-mil-101(fe)中引入聚合物，进一步碳化法制备出p、s掺杂的碳材料，为催化剂提供稳定的p和s源。探究了不同影响因素对fe-cns-p/s活化pms降解tc的影响，验证催化剂的稳定性和适用性。
技术介绍
1、高级氧化技术具有无选择性、反应速率快和氧化性能强等特点，因而在处理印染、农药、制药废水和垃圾渗滤液等高毒性、难降解废水方面具有很大的优势。有研究表明，fenton、臭氧、高铁酸盐、过硫酸盐和二氧化氯氧化法等可以有效去除难降解有机污染物。其中过硫酸盐活化因其适应范围广，抗干扰能力强和氧化能力强等优点而备受关注。近年来非均相过硫酸盐体系是一种处理污染物的有效手段，非均相过硫酸盐体系是利用催化剂活化过硫酸盐，产生硫酸根自由基(so4-)和·oh降解污染物，同时非均相过硫酸盐体系也具有ph适用范围广，催化剂易分离，可循环利用等优点。
2、基于硫酸盐的高级氧化技术作为现在热度较大的一类处理方法，对污染物矿化程度高、降解高效使其呈现出良好的应用前景。因此寻找良好性能的催化剂且不易造成二次污染是我国环保治理任务的重中之重。
3、mofs为基底的衍生碳材料活化过硫酸盐高级氧化工艺是具有实际应用前景的处理含有机污染物废水的高效方法之一，有效的提高该衍生碳材料的催化性能和稳定性，解决了金属溶出问题造成的二次污染，并阐明其在活化pms降解有机污染物的机理途径，对于过硫酸盐工艺的实际应用具有非常重要
4、在中国专利数据库中涉及使用mofs为基底的衍生碳材料活化过硫酸盐高级氧化工艺专利有例如cn115716641a《一种具有电磁波吸收性能的mofs衍生材料及其制备方法》和cn115666115a《一种金属有机框架(mofs)衍生碳包覆的fesi基复合磁性吸波材料及制备方法》，这类活化剂适用吸收电磁波，但使用起来损耗较大，且稳定性差；cn112934269a《mofs衍生铜掺杂硫化锌纳米框架材料及制备方法》，此专利技术适用于光催化产氢，但应用市场范围小；cn112892593a《一种mofs/水葫芦衍生材料及其制备方法和有机污染物的降解方法》，这类是由水葫芦生物炭和镶嵌在水葫芦生物炭中的钴基沸石咪唑酯骨架构成，同样是用于活化过硫酸盐，但其提取材料复杂且产量低。这些专利都未涉及磷硫材料，而cn113540472a《一种硫改性的mof衍生金属掺杂多孔碳材料及其制备方法和应用》本专利技术针对传统mof衍生金属掺杂多孔碳材料存在2e-orr反应的问题，提供一种硫改性的mof衍生金属掺杂多孔碳材料及其制备方法，先配制含有金属盐2-甲基咪唑的混合溶液，然后退火处理得cu-co-n4衍生碳基复合材料，即mof衍生金属掺杂多孔碳材料；接着进行硫化处理，引入硫元素。该专利原料易得、操作简单。对比专利cn201910456079.1《一种红磷/铁基金属有机骨架复合材料及其制备方法与应用》，该专利所述制备方法包括：先得到纯化后的红磷；同时制备mil-101(fe)；取纯化rp和mil-101(fe)采用水热法制得rp/mil-101(fe)复合材料。该专利技术所得的rp/mil-101(fe)复合材料具有简单、快速且高效的去除四环素废水的降解性能。以上两篇专利都有较好的降解性能，但是较掺杂p和s的铁基mofs碳化材料效果会弱不少，因为当p和s同时掺杂到碳材料中，会促进材料产生缺陷结构，改变碳网络的电荷分布，最终达到改善材料化学惰性的效果，使材料的具有更高缺陷程度。因此fe-cns-p/s材料具有较高的比表面积、良好的孔隙度、丰富的吸附位点。本专利技术以此为切入点，开发了一种掺杂磷硫的铁基金属有机框架化合物作为高效活化剂进行含过硫酸盐污水处理，且本专利技术的普适性和稳定性都较好。
技术实现思路
1、1、一种掺杂p和s的铁基mofs材料的制备方法及其应用，包括以下几个步骤：
2、(1)用一定量的nh2-h2bdc和一定量fecl3·6h2o溶于dmf液中，置于蒸压釜中，程序温度，反应，通过溶剂热法制备nh2-mil-101(fe)，产物经固液分离、洗涤、干燥，备用；
3、(2)将nh2-mil-101(fe)的甲醇溶液与加入一定量的六氯环磷腈和4,4-磺酰二苯酚的甲醇溶液混合一段时间后加入一定量三乙胺，搅拌离心一段时间，甲醇洗涤数次处理后进行一定温度的焙烧，水洗烘干，得到掺杂磷硫聚合物的nh2-mil-101(fe)；
4、(3)将2)中产物在一定温度及保护气体下通入管式炉内，真空干燥，得到最终产物fe-cns-p/s，产物经自然冷却、洗涤、干燥，备用；
5、(4)将3)中产物fe-cns-p/s应用于活化过硫酸盐。
6、所述步骤(1)中将混合物放入蒸压釜中，温度升至105℃-155℃，升温速率3-10℃/min，保温24小时，再自然降温。通过以7000-10000rpm离心5-20min收集得到棕黑色粉末。
7、所述步骤(1)中将产物先用dmf洗涤10-20个小时，然后再用乙醇洗涤20-30小时，再用真空干燥箱干燥，得到产物nh2-mil-101(fe)。
8、所述步骤(2)中将产物nh2-mil-101(fe)在甲醇溶液中加入含磷硫的甲醇溶液，控制磷硫与nh2-mil-101(fe)的质量比为30％-70％，5-15min后加入1-5ml的三乙胺，搅拌15-20h，离心用甲醇洗涤2-5次，50-80℃干燥。
9、所述的步骤(2)中将产物放入管式炉500-900℃焙烧，升温速率为8-16℃/min，水洗醇洗烘干，得到掺杂磷硫聚合物的nh2-mil-101(fe)。
10、所述步骤(3)中将制备得到的掺杂磷硫聚合物的nh2-mil-101(fe)放入管式炉内，在氩气保护下，在500-900℃温度下进行煅烧，升温速率为5-15℃/min，保温2-5h后冷却至室温取出，水洗醇洗三到五次，再用真空干燥箱干燥，得到最终产物fe-cns-p/s。
11、本专利技术具有以下特点：
12、1.开发了一种用于过硫酸盐活化的高效活化剂，解决了印染、化工、医药等行业造成的难降解有机污染物问题，对多种有机污染物都具有很好的降解效果，且具有良好的经济效益和重要的环保意义。
13、2.fe-cns-p/s用作催化剂具有良好普适性，且拥有较好的稳定性和较长大的使用寿命。
14、本专利技术具有良好稳定性的原理为：
15、当p和s掺杂到碳材料中，会促进其产生缺陷结构，改变碳网络的电荷分布，最终达到改善材料化学惰性的效果，使材料的具有更高缺陷程度。其中fe-cns-p/s-5具有最高水平的缺陷，这表明p、s掺杂量对材料的缺陷程度也有着重要的影响。一般而言，缺陷程度高低会影响pms的吸附能力和自由电子从sp2杂化碳网转移到pms之间的难度，这种特殊的结构缺陷往往会充当活性位点从而促本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种掺杂P和S的铁基MOFs材料的制备方法及其应用，包括以下几个步骤：
2.根据权利要求1所述一种掺杂P和S的铁基MOFs材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中将混合物放入蒸压釜中105-155℃进行，升温速率3-10℃/min，保温18-36h，再自然降温。通过以7000-10000rpm离心5-20min收集得到棕黑色粉末。
3.根据权利要求1所述一种掺杂P和S的铁基MOFs材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中将产物先用DMF洗涤10-20个小时，然后再用乙醇洗涤20-30小时，再用真空干燥箱干燥，得到产物NH2-MIL-101(Fe)。
4.根据权利要求1所述一种掺杂P和S的铁基MOFs材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中将产物所得产物NH2-MIL-101(Fe)在甲醇溶液中加入含磷硫的甲醇溶液，控制磷硫与NH2-MIL-101(Fe)的质量比为30％-70％，5-15min后加入1-5mL的三乙胺，搅拌15-20h，离心用甲醇洗涤2-5次，50-80℃干燥。
5.根据权利要求1所述一种掺杂P和S的
6.根据权利要求1所述一种掺杂P和S的铁基MOFs材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中将制备得到的掺杂磷硫聚合物的NH2-MIL-101(Fe)放入管式炉内，在氩气保护下，在500-900℃温度下进行煅烧，升温速率为5-15℃/min，保温2-5h后冷却至室温取出，水洗醇洗三到五次，再用真空干燥箱干燥，得到最终产物Fe-CNs-P/S。
...【技术特征摘要】
1.一种掺杂p和s的铁基mofs材料的制备方法及其应用，包括以下几个步骤：
2.根据权利要求1所述一种掺杂p和s的铁基mofs材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中将混合物放入蒸压釜中105-155℃进行，升温速率3-10℃/min，保温18-36h，再自然降温。通过以7000-10000rpm离心5-20min收集得到棕黑色粉末。
3.根据权利要求1所述一种掺杂p和s的铁基mofs材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中将产物先用dmf洗涤10-20个小时，然后再用乙醇洗涤20-30小时，再用真空干燥箱干燥，得到产物nh2-mil-101(fe)。
4.根据权利要求1所述一种掺杂p和s的铁基mofs材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中将产物所得产物nh2-mil-101(fe)在甲醇溶液中加入含磷硫的甲醇溶...
【专利技术属性】
技术研发人员：张华丽，刘钦，金铃子，崔家恒，赵姝舒，何腾，何宜洋，肖瀚，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：
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