一种双原子催化剂筛选方法、铁/钒双原子催化剂、其制备方法及用途技术

本发明专利技术公开了一种双原子催化剂筛选方法、铁/钒双原子催化剂、其制备方法及用途。该筛选方法包含：步骤S1，将吸附能和电子转移量作为评价催化剂吸附与活化PMS能力的描述符，对负载单原子金属的M‑MXene按吸附能由高至低排序进行第一步筛选，获取排序为前n的M‑MXene，筛得n种金属M；步骤S2，将n种金属M两两配对，得到双原子配对载体M1‑M2‑MXene组群；步骤S3，进行差分电荷计算，筛选出电子转移量最高的M1‑M2‑MXene作为双原子催化剂。本发明专利技术筛选制备出的以MXene为基底的铁/钒双原子催化剂能活化PMS，对双酚A的去除速率与去除效率高且稳定，可以在6min内将20mg/L的BPA完全去除，最大反应速率常数可达0.98min<supgt;‑1</supgt;。本发明专利技术的筛选步骤简单，易于控制，实用性强，适合双原子催化剂的高效筛选。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水净化，涉及基于过氧单硫酸盐的高级氧化工艺中催化剂的应用及相关机理研究，具体涉及一种双原子催化剂筛选方法、铁/钒双原子催化剂、其制备方法及用途。

技术介绍

1、随着全球清洁水资源短缺问题日益严峻，城市水净化技术的发展成为关键。基于过氧单硫酸盐的高级氧化工艺(pms-aops)因其能通过活化过氧单硫酸盐(peroxymonosulfate，pms)产生大量活性氧物种，从而快速去除水中有机微污染物，在水净化领域展现出巨大的实用潜力。在pms-aops中，催化剂的性能对于活化pms至关重要，其直接影响着活性氧物种的生成效率和有机微污染物的去除效果。

2、尽管基于过渡金属(铁、铜、钴、锰等)负载的单原子催化剂(sacs)在类芬顿反应中引起了广泛关注，其分散的金属位点、易调节的电子结构和可识别的配位为研究构效关系提供了一定基础，但在pms活化过程中存在明显不足。例如，pms活化包含吸附和活化两个关键步骤，sacs中孤立的活性位点难以满足多步反应的标度关系，这在一定程度上限制了其对pms的活化效率和对有机微污染物的去除能力。

3、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于密度泛函理论计算的双原子催化剂筛选方法，其特征在于，包含以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于密度泛函理论计算的双原子催化剂筛选方法，其特征在于，所述单原子金属包含：铁、铜、钴、锰、钒、镍、锌中的至少4种。

3.如权利要求1所述的基于密度泛函理论计算的双原子催化剂筛选方法，其特征在于，所述n为3或4，所述M1-M2-MXene为铁/钒双原子催化剂。

4.一种铁/钒双原子催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包含：

5.如权利要求4所述的铁/钒双原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述FeCl3·6H2O和NH4VO3以摩尔比计为1：...

【技术特征摘要】

1.一种基于密度泛函理论计算的双原子催化剂筛选方法，其特征在于，包含以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于密度泛函理论计算的双原子催化剂筛选方法，其特征在于，所述单原子金属包含：铁、铜、钴、锰、钒、镍、锌中的至少4种。

3.如权利要求1所述的基于密度泛函理论计算的双原子催化剂筛选方法，其特征在于，所述n为3或4，所述m1-m2-mxene为铁/钒双原子催化剂。

4.一种铁/钒双原子催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包含：

5.如权利要求4所述的铁/钒双原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述fecl3·6h2o和nh4vo3以摩尔比计为1：(1～2)。

6.如权利要求4所述的铁/钒双原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤4中，高温煅烧的温度为500℃～900℃，升温速率为3-10℃·min-1。

7.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：董志强，孙东晓，丁磊，叶港归，武文龙，魏晋海，谭咏，宋虎远，彭斯涵，邓礼廷，
申请(专利权)人：中铁上海工程局集团市政环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：