一种用于苯酚降解的单原子催化剂的制备及应用制造技术

本发明专利技术涉及纳米催化材料技术领域，具体公开了一种用于苯酚降解的单原子催化剂的制备及应用；所述催化剂以氮掺杂多孔碳为载体，过渡金属原子（Fe/Co/Mn/Cu）通过M‑N4配位结构原子级分散于载体，金属负载量0.5~5.0 wt%；制备方法包括：（1）金属乙酰丙酮盐/2‑甲基咪唑/三聚氰胺配位自组装；（2）氮气下梯度热解；（3）酸洗选择性去除金属颗粒；该催化剂在过硫酸盐活化体系中，中性条件下降解10~200 mg/L mg/L苯酚30分钟去除率≥92%，循环使用5次后活性保持率≥85%；适用于工业废水深度处理，具有原子利用率高、pH适应性宽、成本低的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米催化材料，具体为一种用于苯酚降解的单原子催化剂的制备及应用。

技术介绍

1、当前苯酚废水处理中，多相催化技术因可避免二次污染备受关注，但仍存在根本性缺陷：纳米催化剂（如fe3o4/ceo2）因表面自由能驱动团聚，导致循环使用后活性位点减少＞50%，且金属原子利用率普遍＜30%；而均相fenton体系虽具高活性，却需维持ph≤3.0并产生铁泥危废，增加40%以上污泥处理成本。单原子催化剂（sacs）理论上可突破原子利用极限，但现有制备方法在负载量＞3 wt%时必然形成金属团簇，且中性条件下过硫酸盐活化效率不足传统体系的45%。因此，亟需开发兼具高分散稳定性、宽ph适应性及低工程成本的新型催化材料。

技术实现思路

1、为解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于苯酚降解的单原子催化剂的制备及应用。

2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：

3、本专利技术提供一种用于苯酚降解的单原子催化剂，所述单原子催化剂由过渡金属活性中心原子（m）与氮掺杂多孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于苯酚降解的单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于苯酚降解的单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，金属乙酰丙酮盐中的金属为Fe、Co、Mn、Cu中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种用于苯酚降解的单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）的均相溶液中，金属乙酰丙酮盐、2-甲基咪唑、三聚氰胺的浓度分别为0.015~0.025mol/L、0.042~0.075 mol/L、0.072~0.125 mol/L。

4.根据权利要求1所述的一种用于苯酚降解的单原子催化剂的制备方法，其特征在...

【技术特征摘要】

1.一种用于苯酚降解的单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于苯酚降解的单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，金属乙酰丙酮盐中的金属为fe、co、mn、cu中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种用于苯酚降解的单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）的均相溶液中，金属乙酰丙酮盐、2-甲基咪唑、三聚氰胺的浓度分别为0.015~0.025mol/l、0.042~0.075 mol/l、0.072~0.125 mol/l。

4.根据权利要求1所述的一种用于苯酚降解的单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，反应液经8000~10000 rpm离心8~10 min收集固体，用无水乙醇洗涤3次，最后于55~65℃真空干燥10~12 h得前驱体。

5.根据权利要求1所述的一种用于苯酚降解的单原子催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，第一阶段：以2~5℃/min升至220~250℃保温2~3 h；第二阶段：以2~5℃/min升至700~800℃。

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【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓芹，胡新利，解振海，高萌萌，赵敏，李利，梁小龙，
申请(专利权)人：宿迁联盛助剂有限公司，
类型：发明
国别省市：