一种高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料及其制备方法和应用技术

技术编号:45271330 阅读:30 留言:0更新日期:2025-05-13 19:09
本申请公开了一种高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料及其制备方法和应用,该纳米催化材料包括Fe、Co、Ni、Cu和Mn五种非贵金属组成的高熵合金和MOF辅助合成的氮掺杂碳,其中非贵金属高熵合金作为主体材料,氮掺杂碳作为载体材料,将非贵金属高熵合金负载在氮掺杂碳上构建新型纳米催化材料,并将其用于活化过二硫酸盐去除水体中抗生素。其具备出色的化学稳定性及良好的重复利用性等优势,是一种兼具高效催化性能与环境友好特性的新型纳米催化材料,其制备方法具有操作流程简单、绿色环保、经济可行等优点,可用于大规模制备。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及环境功能纳米材料,尤其是涉及一种高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、随着医药、畜牧业和水产养殖业的快速发展,抗生素被广泛使用。然而,大部分在体内无法代谢的抗生素通过排泄物释放到各种水体中造成了水体污染,对生态环境和人类健康构成严重威胁。传统的水处理方法如物理吸附、化学降解和生物处理等,虽然能够去除水中部分抗生素,但通常存在效率低、成本高、易产生二次污染等问题。因此,研发经济高效、绿色环保、适应性强的抗生素去除技术,已成为当前亟待解决的关键环境问题。

2、近年来,高级氧化工艺(aops)因其高效性和广泛适用性而成为水污染控制领域的重要技术。在各种aops中,基于过硫酸盐的高级氧化工艺在水处理领域展现出了独特的优势。与主要依赖羟基自由基的aops相比,硫酸根自由基驱动的氧化过程具有更强的氧化能力、更长的半衰期和更宽的ph适用范围。此外,过硫酸盐作为氧化剂,相较于过氧化氢等传统氧化剂,具有更高的催化效率、更低的成本、更好的稳定性和安全性,便于储存和运输。更重要的是,过硫酸盐的活化方式多样,包括紫外线等外部能量、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料,其特征在于,所述高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料包括由Fe、Co、Ni、Cu和Mn五种非贵金属组成的高熵合金和氮掺杂碳,所述高熵合金负载在氮掺杂碳上。

2.根据权利要求1所述的高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料,其特征在于,所述高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料中所述高熵合金和氮掺杂碳的质量比为1:1或2:1或4:1。

3.一种根据权利要求1或2所述的高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S1的具体过程如下...

【技术特征摘要】

1.一种高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料,其特征在于,所述高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料包括由fe、co、ni、cu和mn五种非贵金属组成的高熵合金和氮掺杂碳,所述高熵合金负载在氮掺杂碳上。

2.根据权利要求1所述的高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料,其特征在于,所述高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料中所述高熵合金和氮掺杂碳的质量比为1:1或2:1或4:1。

3.一种根据权利要求1或2所述的高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料的制备方法,其特征在于,所述步骤s1的具体过程如下:将2-甲基咪唑溶于超纯水中并超声形成均匀溶液,记为a液;二水合醋酸锌溶于超纯水中并进行磁力搅拌形成均匀溶液,记为b液;然后将a液加入b液中并剧烈搅拌,将得到的白色溶液静置陈化,然后将陈化后的zif-8溶液离心清洗数遍,干燥后即可得到zif-8。

5.根据权利要求4所述的高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中:所述2-甲基咪唑的质量为1.12 g,所述超纯水体积为5 ml,所述二水合醋酸锌质量为0.3 g,所述超声时间为10 min,所述磁力搅拌时间为3 min,所述剧烈搅拌时间为10 s,所述清洗数遍为水和乙醇交替清洗3-5次,所述干燥为真空干燥,所述干燥温度为60℃,所述干燥时间为12-24 h。

6.根据权利要求3所述的高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料的制备方法,其特征在于,所述步骤s2的过程如下:将步骤s1得到的zif-8置于管式炉中煅烧,待反应结束,将得到的黑色粉末清洗干燥后即可得到氮掺杂碳。

7.根据权利要求6所述的高熵合金/氮掺杂碳纳米催化材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员:林红军周明珠李必胜林卓然滕佳恒卢文刘雨婷申利国
申请(专利权)人:浙江师范大学
类型:发明
国别省市:

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