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(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CN113318770A(43)申请公布日2021.08.31(21)申请号202110747944.5C02F101/30(2006.01)(22)申请日2021.07.02C02F101/38(2006.01)(71)申请人河北建设集团股份有限公司地址071000河北省保定市竞秀区鲁岗路125号申请人天津大学(72)发明人李宁余洋陈冠益侯立安颜蓓蓓孙建周甄志禄刘永奇詹林山(74)专利代理机构北京圣州专利代理事务所(普通合伙)11818代理人刘岩(51)Int.Cl.B01J27/24(2006.01)C02F1/72(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种活化过硫酸盐的钴氮掺杂碳化木材海绵催化剂的制备方法(57)摘要本发明公开了一种活化过硫酸盐的钴氮掺杂碳化木材海绵催化剂的制备方法,该催化剂通过将木材干燥,脱除其中木质素和半纤维素成分,采用Tris‑HCl缓冲的多巴胺溶液对其表面进行聚多巴胺涂覆,随后采用六水合硝酸钴进行浸渍处理,滴加氢氧化钠溶液水浴加热一段时间,之后加入过氧化氢溶液维持水浴,进行冷冻干燥,以及惰性气体环境下煅烧后,即得所述催化剂。本发明采用上述活化过硫酸盐的钴氮掺杂碳化木材海绵催化剂的制备方法,首次实现了碳化木材海绵的层状多孔结构以及钴氮位点的高效催化活性优势的结合,促进了活性位点暴露,提高了传质效率,增强了活性位点、过硫酸盐以及污染物三者之间的相互作用,可回收再利用,原材料来源丰富。CN113318770ACN113318770A权利要求书1/2页1.一种活化过硫酸盐的钴氮掺杂碳化木材海绵催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)以巴沙木为原材料,将其加工成块状样品后,进行干燥处理得到巴沙木块备用;(2)采用酸性亚氯酸钠溶液对上述干燥后的巴沙木块蒸煮脱除木质素,采用醋酸调节pH值;(3)采用氢氧化钠溶液对上述脱木质素的木块蒸煮脱除半纤维素;(4)将步骤(3)处理后的木块进行水洗处理后,采用三羟甲基氨基甲烷‑盐酸(Tris‑HCl)缓冲的多巴胺溶液进行聚多巴胺(PDA)涂覆处理;(5)将上述PDA涂覆的木块进行水洗处理后,采用六水合硝酸钴溶液进行浸渍处理;(6)将氢氧化钠溶液逐滴加入到上述含PDA涂覆木块的六水合硝酸钴溶液中,水浴加热后加入过氧化氢溶液,保持水浴加热获得钴掺杂的PDA涂覆木块;(7)将步骤(6)得到的木块进行水洗处理后,预冷冻后放入冷冻干燥器中进行冻干处理;(8)将上述冻干后的材料在惰性气体中煅烧,得到钴氮掺杂碳化木材海绵催化剂。2.根据权利要求1所述的活化过硫酸盐的钴氮掺杂碳化木材海绵催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中干燥温度为60‑80℃,干燥时间为8‑12小时。3.根据权利要求1所述的活化过硫酸盐的钴氮掺杂碳化木材海绵催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中亚氯酸钠溶液的质量浓度为1%‑3%,醋酸溶液的pH为4‑5,蒸煮温度为90‑100℃,蒸煮时间为4‑6小时。4.根据权利要求1所述的活化过硫酸盐的钴氮掺杂碳化木材海绵催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中氢氧化钠溶液的质量浓度为6%‑10%,蒸煮温度为70‑90℃,蒸煮时间为8‑12小时。5.根据权利要求1所述的活化过硫酸盐的钴氮掺杂碳化木材海绵催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中材料经至少三次水洗后进行多巴胺涂覆处理,所述多巴胺的质量浓度为0.1%‑1%,其中所述Tris缓冲溶液的浓度为8‑12mmol/L,盐酸的浓度为0.05‑0.2mol/L,所述Tris‑HCl溶液的pH为8‑9,处理时间为1‑2小时。6.根据权利要求1所述的活化过硫酸盐的钴氮掺杂碳化木材海绵催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(5)中PDA涂覆木块水洗至少三次后进行浸渍处理,所述六水合硝酸钴的浓度为0.1‑1mol/L,浸渍时间为10‑20分钟。7.根据权利要求1所述的活化过硫酸盐的钴氮掺杂碳化木材海绵催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(6)中氢氧化钠的浓度为0.5‑5mol/L,过氧化氢的浓度为0.1‑0.4mol/L,水浴时间为2‑4小时。8.根据权利要求1所述的活化过硫酸盐的钴氮掺杂碳化木材海绵催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(7)中材料经至少三次水洗后,进行冷冻干燥处理,预冷冻温度为‑18℃,预冷冻时间为4‑8小时,冷冻干燥温度为‑80至‑40℃,冷冻干燥时间为24小时。9.根据权利要求1所述的活化过硫酸盐的钴氮掺杂碳化木材海绵催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(8)中煅烧温度为400‑800℃,煅烧时间为2‑4小时,升温速率为5℃/min。10.根据权利要求1‑9任一项所述的活化过硫