一种接力式双功能位点碳基催化剂制备方法及其水处理应用技术

本发明专利技术涉及一种接力式双功能位点碳基催化剂制备方法及其水处理应用，属于有机污染物降解技术领域。本发明专利技术以1,10‑邻菲啰啉、草酸及钴盐为前驱体，热解实现钴原子的高效锚定与C＝O基团同步形成。本发明专利技术制备得到的催化剂以导电碳为骨架，原子级分散的CoN4配位中心和羰基C＝O官能团构筑协同“接力”活性位点，其中C＝O位点首先通过分子内电子转移活化亚硫酸盐(S(IV))生成SO3·‑中间体，随后CoN4位点高效还原SO5·‑为高活性SO4·‑，实现亚硫酸盐的顺序接力催化转化，显著提升S(IV)‑AOPs对有机污染物的去除效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机污染物降解，具体涉及一种接力式双功能位点碳基催化剂制备方法及其水处理应用。

技术介绍

1、难降解有机污染物广泛存在于废水和水环境中，严重威胁人类健康和生态安全。基于硫酸根自由基(so4·-)的高级氧化工艺(aops)因高效性和适用性而备受关注，但传统过硫酸盐(ps)活化体系存在成本高、残留毒性等问题，难以实现大规模应用。亚硫酸盐(s(iv))作为廉价且环境友好的so4·-前体，来源广泛，契合“以废治废”的绿色理念，为可持续水处理提供新途径。

2、基于金属-n4(m-n4)位点的原子级分散金属-氮-碳(m-n-c)催化剂，因活性高、金属利用率高，在高级氧化过程中表现出显著优势。将m-n4位点引入s(iv)-aops体系，有望提升亚硫酸盐驱动链式反应中活性物种转化效率。但金属与s(iv)复合物的解离速率慢、自由基初始生成受限，严重制约了s(iv)-aops的应用效果。

3、s(iv)-aops为典型自由基链式反应体系，其降解过程依赖于so3·-、so4·-和so5·-活性物种连续转化，理论上具有高效降解有机污染物潜力，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种接力式双功能位点碳基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的接力式双功能位点碳基催化剂的制备方法，其特征在于，所述1,10-邻菲啰啉、草酸与钴盐中的钴原子的物质的量之比为5.5∶4∶(0.2～1.5)。

3.如权利要求1所述的接力式双功能位点碳基催化剂的制备方法，其特征在于，所述钴盐为乙酰丙酮钴、氯化钴或硝酸钴。

4.如权利要求1所述的接力式双功能位点碳基催化剂的制备方法，其特征在于，所述热解温度为600～800℃，升温速率为5～10℃/min；热解时间为2～4h。

5.如权利要求1-4任意一项方法制备得...

【技术特征摘要】

1.一种接力式双功能位点碳基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的接力式双功能位点碳基催化剂的制备方法，其特征在于，所述1,10-邻菲啰啉、草酸与钴盐中的钴原子的物质的量之比为5.5∶4∶(0.2～1.5)。

3.如权利要求1所述的接力式双功能位点碳基催化剂的制备方法，其特征在于，所述钴盐为乙酰丙酮钴、氯化钴或硝酸钴。

4.如权利要求1所述的接力式双功能位点碳基催化剂的制备方法，其特征在于，所述热解温度为600～800℃，升温速率为5～10℃/min；热解时间为2～4h。

5.如权利要求1-4任意一项方法制备得到的接力式双功能位点碳基催化剂。

6.如权利要求5所述的接力式双功能位点碳基催化剂，其特征在于，所述催化剂中钴原子的含量为0.5wt％～3.5wt％。

【专利技术属性】
技术研发人员：张延荣，党国燕，钟欣，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：