可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料及其制备方法、应用.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CN112264082A(43)申请公布日2021.01.26(21)申请号202011329670.X(22)申请日2020.11.24(71)申请人中国环境科学研究院地址100020北京市朝阳区洼里乡大羊坊8号(72)发明人曾萍王良杰宋永会李娟成璐瑶(74)专利代理机构北京汇众通达知识产权代理事务所(普通合伙)11622代理人杨杰(51)Int.Cl.B01J27/24(2006.01)C02F1/72(2006.01)C02F101/30(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图6页(54)发明名称可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料及其制备方法、应用(57)摘要本发明公开了一种可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料及其制备方法、应用。本发明采用Co‑BTC为前驱MOFs，通过研磨将Co‑BTC型MOFs与三聚氰胺、双氰胺或尿素混合，该混合物在惰性气体氛围下高温热解后，经稀酸处理和清洗，获得MOFs基钴/氮掺杂碳材料，该种材料可高效地活化过一硫酸盐，提高降解废水中药品和个人护理用品的处理效率。本发明的MOFs基钴/氮掺杂碳材料活化过一硫酸盐的效果优于常见的传统过一硫酸盐催化剂，制备该催化剂所用的Co‑BTC型MOFs可在室温条件下快速大量合成，其合成所需的四水乙酸钴和均苯三甲酸为常见的低成本药剂，所复合的有机氮，即三聚氰胺、双氰胺或尿素，也都为常见的廉价有机氮源。CN112264082ACN112264082A权利要求书1/1页1.可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料，其特征在于，以具有三维结构的Co-BTC型MOFs和有机氮为原料，掺杂有氮元素和钴元素；碳含量为80％-90％，氮含量为5％-13％，钴含量为0.5％-2％。2.可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：制备Co-BTC型MOFs；S2：以Co-BTC型MOFs和有机氮为原料制备MOFs基钴/氮掺杂碳材料。3.根据权利要求2所述的可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中：将四水乙酸钴溶于水与乙醇任意比的混合溶液，制得前驱液A；将均苯三甲酸溶于乙醇中，制得前驱液B；将前驱液A与前驱液B混合，混合过程中进行搅拌，使前驱液A和前驱液B充分混合，获得沉淀物Co-BTC型MOFs；将获得的沉淀物Co-BTC型MOFs用水或乙醇清洗，并对材料进行分离；将清洗后的沉淀物Co-BTC型MOFs进行干燥后获得待用的Co-BTC型MOFs。4.根据权利要求2所述的可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中：称取Co-BTC型MOFs和有机氮，研磨混合后置于管式炉中，在惰性气体氛围中，以3℃/min-10℃/min的升温速率加热到800℃-1100℃；保温0.5-5h；自然降温至100℃以下后，将材料取出用0.5-2.0mol/L的稀酸在室温到80℃下处理4小时以上；再用超纯水清洗至中性，干燥，获得MOFs基钴/氮掺杂碳材料。5.根据权利要求3所述的可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中四水乙酸钴和均苯三甲酸的摩尔比为1:1至2:1。6.根据权利要求4所述的可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中Co-BTC型MOFs和有机氮的质量比为1:1至1:20。7.根据权利要求2-6任一项所述的可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料的制备方法，其特征在于：所述有机氮为三聚氰胺、双氰胺、尿素中的一种或几种。8.权利要求1所述的可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料或权利要求2-7任一项所述的制备方法所获得的可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料在活化过一硫酸盐降解废水中药品的应用。9.权利要求1所述的可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料或权利要求2-7任一项所述的制备方法所获得的可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料在活化过一硫酸盐降解废水中个人护理用品的应用。10.如权利要求8或9所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：将可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料与含有药品和/或个人护理用品的废水混合，加入过一硫酸盐，搅拌。2CN112264082A说明书1/5页可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料及其制备方法、应用技术领域[0001]本发明涉及环境材料技术领域,尤其涉及可活化过一硫酸盐的MOFs基钴/氮掺杂碳材料及其制备方法、应用。背景技术[0002]在人类生产和生活过程中，不可避免的产生含有药品和人护理用品的有机污染废水。废水中的部分