基于金属-有机骨架材料衍生中空磁性复合碳材料及其方法、废水处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113522290A(43)申请公布日2021.10.22(21)申请号202110779486.3C02F101/38(2006.01)(22)申请日2021.07.09(71)申请人杭州电子科技大学地址310018浙江省杭州市经济技术开发区白杨街道2号大街1158号(72)发明人李欢旋黄进刚唐俊红杜佳周卿伟(74)专利代理机构浙江千克知识产权代理有限公司33246代理人周希良(51)Int.Cl.B01J23/75(2006.01)C02F1/72(2006.01)C02F101/30(2006.01)C02F101/34(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图3页(54)发明名称基于金属-有机骨架材料衍生中空磁性复合碳材料及其方法、废水处理方法(57)摘要本发明涉及一种基于金属‑有机骨架材料衍生中空磁性复合碳材料及其方法、废水处理方法。本发明中空磁性复合碳材料的衍生方法：将六水合硝酸钴、四水合氯化亚铁和2,5‑二羟基对苯二甲酸溶于N，N‑二甲基酰胺中，混合均匀后于150℃的温度下进行溶剂热反应；冷却，洗涤，干燥，得到前驱体；将制得的前驱体在600～900℃的温度在充满惰性气体以一定流速的管式炉中进行焙烧；冷却后得到基于金属‑有机骨架材料衍生中空磁性复合碳材料。该中空磁性复合碳材料中高度分散的钴铁合金可与单过氧硫酸氢盐反应产生具有强氧化性的硫酸根自由基、羟基自由基和单线氧等活性物质，从而将废水中的难降解有机污染物去除。CN113522290ACN113522290A权利要求书1/1页1.一种基于金属‑有机骨架材料衍生中空磁性复合碳材料的方法，其特征在于包括下述步骤：(1)将六水合硝酸钴、四水合氯化亚铁和2,5‑二羟基对苯二甲酸溶于N，N‑二甲基酰胺中，混合均匀后于150℃的温度下进行溶剂热反应；冷却，洗涤，干燥，得到前驱体；(2)将步骤(1)制得的前驱体在600～900℃的温度在充满惰性气体以一定流速的管式炉中进行焙烧；冷却后得到基于金属‑有机骨架材料衍生中空磁性复合碳材料。2.根据权利要求1所述基于金属‑有机骨架材料衍生中空磁性复合碳材料的方法，其特征在于：步骤(1)中，六水合硝酸钴、四水合氯化亚铁与2,5‑二羟基对苯二甲酸按摩尔比为4：1：2.5～1：4：2.5。3.根据权利要求1所述基于金属‑有机骨架材料衍生中空磁性复合碳材料的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的惰性气体为氮气或者氩气，所述惰性气体的流速为20‑40mLmin‑1。4.根据权利要求1或3所述基于金属‑有机骨架材料衍生中空磁性复合碳材料的方法，其特征在于：步骤(2)，所述焙烧反应时间为1.5～4.0h。5.一种中空磁性复合碳材料，其特征在于：由权利要求1‑4任一项所述方法衍生而成。6.如权利要求5所述的中空磁性复合碳材料，其特征在于：所述中空磁性复合碳材料的形态为规则的中空的多面体结构。7.一种废水处理方法，其特征在于包括下述步骤：向废水中加入作为氧化剂的单过氧硫酸氢盐和作为催化剂的如权利要求5或6所述基于金属‑有机骨架材料衍生中空磁性复合碳材料，进行废水处理反应。8.根据权利要求7所述的废水处理方法，其特征在于：所述单过氧硫酸氢盐为单过氧硫酸氢钠或单过氧硫酸氢钾。9.根据权利要求8所述的废水处理方法，其特征在于：所述单过氧硫酸氢盐与废水的有机污染物的摩尔比为1～300：1，所述基于金属‑有机骨架材料衍生中空磁性复合碳材料的投加量为20～1000mg/L。10.根据权利要求7‑9任一项所述的废水处理方法，其特征在于：废水处理反应的温度为20～60℃，时间为2～180min；废水处理反应在搅拌或震荡条件下进行，搅拌或震荡的转速为50～200rpm；所述废水为有机废水，所述有机废水的pH值为3.0～11.0。2CN113522290A说明书1/8页基于金属‑有机骨架材料衍生中空磁性复合碳材料及其方法、废水处理方法技术领域[0001]本发明属于水污染控制技术领域，具体涉及一种基于金属‑有机骨架材料衍生中空磁性复合碳材料及该中空磁性复合碳材料的衍生方法，以及将该中空磁性复合碳材料应用于废水处理的方法。背景技术[0002]随着工业的迅猛发展，水污染环境的治理成为世界性难题，难降解有机污染物的广泛存在使得水治理越来越受到人们的关注。难降解有机污染物由于其成分复杂、结构稳定、半衰期长，用传统的生物、物理及化学方法难以去除。并且大部分难降解有机污染物具有一定的毒性，易于在生物体内滞留，从而导致人和动物癌变、畸变及雌性化等。高级氧化技术具有快速、无选择性、氧化彻底等特点，对环境中微量难降解有机污染物及高浓度有机废水等均有较好的处理效果，为解决这一环境问题提高了有效的解决途径。因此，高级