一种负载型低价态钯单原子材料及其制备方法与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115722249A(43)申请公布日2023.03.03(21)申请号202211484591.5(22)申请日2022.11.24(71)申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人林道辉李振杰江训恒(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200专利代理师邱启旺(51)Int.Cl.B01J27/24(2006.01)C02F1/70(2023.01)C02F101/36(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图8页(54)发明名称一种负载型低价态钯单原子材料及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一种负载型低价态钯单原子材料及其制备方法与应用，将三聚氰酸与三聚氰胺溶解于超纯水中；将钯盐、有机酸溶解于超纯水中，并与三聚氰酸溶液混合；将磷酸加到三聚氰胺溶液中；将三聚氰酸和有机钯聚合体的混合液加到磷酸三聚氰胺聚合体溶液中并搅拌；将还原剂加入上述混合液中，搅拌至反应完全；将得到的沉淀清洗并烘干后置于管式炉中煅烧，得到负载型低价态钯单原子材料。本发明通过在制备过程中引入磷和还原剂，制备出负载型低价态钯单原子材料。负载型低价态钯单原子显著提升了钯原子的利用率和催化甲酸降解卤代烃的活性，可用于催化降解废水中的卤代有机污染物。CN115722249ACN115722249A权利要求书1/1页1.一种负载型低价态钯单原子材料的制备方法，其特征在于，包括以下方法：S1：将三聚氰胺和三聚氰酸分别加到超纯水中，加热至80‑90℃并搅拌得到三聚氰胺溶液和三聚氰酸溶液；所述三聚氰胺溶液的浓度为0‑60mmol/L，所述三聚氰酸溶液的浓度为0‑60mmol/L；S2：将有机酸溶解于超纯水中，然后将水溶性钯盐加到有机酸溶液中并搅拌0.5‑1h，得到有机钯聚合体溶液；所述水溶性钯盐与有机酸的摩尔比为1:5‑20；S3：将步骤S2制备得到的有机钯聚合体溶液投加到步骤S1制备得到的三聚氰酸溶液中并搅拌0.5‑1h，得到三聚氰酸与有机钯聚合体的混合溶液；所述三聚氰酸与水溶性钯盐的摩尔比为50‑1000:1；S4：将钯原子价态调节剂投加到步骤S1制备得到的三聚氰胺溶液中并搅拌0.5‑1h，得到三聚氰胺聚合体溶液；所述钯原子价态调节剂与三聚氰胺的摩尔比为0.1‑1:1；S5：将步骤S3制备得到的三聚氰酸与有机钯聚合体的混合溶液加到步骤S4制备得到的三聚氰胺聚合体溶液中，持续搅拌4‑5h，得到负载型钯单原子前驱体悬浮液；S6：将还原剂加到步骤S5制备得到的负载型钯单原子前驱体悬浮液中，搅拌0.5‑1h，得到负载型低价态钯单原子前驱体悬浮液；所述还原剂与三聚氰胺的摩尔比为0.005‑0.1:1；S7：将步骤S6得到的负载型低价态钯单原子前驱体悬浮液进行过滤并用去氧超纯水清洗，然后置于真空干燥箱中在60‑90℃条件下真空干燥，干燥后将材料研磨成粉末并置于管式炉中，在氩气保护下以5‑10℃/min的升温速率将炉温升至500～700℃，然后煅烧3～5h，得到负载型低价态钯单原子材料。2.根据权利要求1所述的一种负载型低价态钯单原子材料的制备方法，其特征在于，所述有机酸为草酸或乙酸。3.根据权利要求1所述的一种负载型低价态钯单原子材料的制备方法，其特征在于，所述水溶性钯盐为硝酸钯或其水合物、氯亚钯酸钾或其水合物、氯亚钯酸钠或其水合物、氯化钯或其水合物。4.根据权利要求1所述的一种负载型低价态钯单原子材料的制备方法，其特征在于，所述钯原子价态调节剂为磷酸、磷酸盐或磷酸盐水合物。5.根据权利要求1所述的一种负载型低价态钯单原子材料的制备方法，其特征在于，所述还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾。6.根据权利要求1所述的一种负载型低价态钯单原子材料的制备方法，其特征在于，所述氩气的流量为5‑50mL/min。7.一种权利要求1‑6任一方法制备得到的负载型低价态钯单原子材料。8.一种权利要求7所述的负载型低价态钯单原子材料在催化甲酸还原去除水中卤代有机污染物中的应用，其特征在于，包括以下步骤：将负载型低价态钯单原子材料和甲酸加入水中，水体温度为10‑25℃，反应1h，完成对水体中卤代有机污染物的去除。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述水体为地表水、地下水、市政污水或工业废水，所述负载型低价态钯单原子材料的投加量为0.1‑1g/L，所述甲酸投加量为0.1‑1g/L，所述卤代有机污染物的浓度为0‑0.3mmol/L。2CN115722249A说明书1/7页一种负载型低价态钯单原子材料及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于含卤代有机污染废水的处理技术领域，具体涉及一种负载型低价态钯单原子材料及其制备方法与应用。背景技术[0002]含卤有机溶剂、杀虫剂、抗生素等滥用造