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专利号: 2019100339598
申请人: 辽宁科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于活化过硫酸盐的Co3O4/三维氮掺杂石墨烯水凝胶催化剂,其特征在于,Co3O4纳米颗粒均匀分散在具有三维网络结构的氮掺杂三维石墨烯中;

所述Co3O4/三维氮掺杂石墨烯水凝胶中,Co3O4占总质量的5%-30%,氮掺杂三维石墨烯占总质量的70%-95%;所述氮掺杂三维石墨烯中氮的质量百分含量为5.41-9.56%。

2.根据权利要求1所述的Co3O4/三维氮掺杂石墨烯水凝胶催化剂,其特征在于,所述Co3O4/三维氮掺杂石墨烯水凝胶的比表面积为150~400m2/g,Co3O4纳米颗粒的平均粒径为

10~25nm。

3.权利要求1或2所述的Co3O4/三维氮掺杂石墨烯水凝胶催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)称取干燥的氧化石墨放入去离子中,分散均匀,得到氧化石墨烯分散液;

2)将丙烯酰胺、过硫酸铵和硝酸钴或六水合硝酸钴溶于去离子水中,得到混合溶液,再用氨水调节溶液pH至8~12;

3)将调节pH后的混合溶液与氧化石墨烯分散液混合均匀,得到混合分散液;

4)将混合分散液通过水热反应得到Co3O4/三维氮掺杂石墨烯水凝胶。

4.根据权利要求3所述的Co3O4/三维氮掺杂石墨烯水凝胶催化剂的制备方法,其特征在于,氧化石墨与丙烯酰胺、过硫酸铵、硝酸钴或六水合硝酸钴的质量比为12.5~62.5:10~

40:0.07~0.5:6~70。

5.根据权利要求3所述的Co3O4/三维氮掺杂石墨烯水凝胶催化剂的制备方法,其特征在于,所述氧化石墨烯分散液与所述调节pH后的混合溶液的体积比为4:1~20:1。

6.根据权利要求3所述的Co3O4/三维氮掺杂石墨烯水凝胶催化剂的制备方法,其特征在于,所述水热反应条件为在140~200℃下反应12~18h。

7.权利要求1或2所述的Co3O4/三维氮掺杂石墨烯水凝胶催化剂的使用方法,其特征在于,在硝基苯废水中同时加入过硫酸盐和催化剂,常温下氧化降解硝基苯。

8.根据权利要求7所述的Co3O4/三维氮掺杂石墨烯水凝胶催化剂的使用方法,其特征在于,所述硝基苯废水浓度为80~150mg/L,pH值为3~9;所述的过硫酸盐加入量为每升硝基苯废水中加入2000~4000mg;催化剂加入量为每升硝基苯废水中加入1000~3000mg。

9.根据权利要求7所述的Co3O4/三维氮掺杂石墨烯水凝胶催化剂的使用方法,其特征在于,所述的过硫酸盐为过一硫酸氢盐或过一硫酸氢盐的复合盐或过二硫酸盐。

10.根据权利要求7所述的Co3O4/三维氮掺杂石墨烯水凝胶催化剂的使用方法,其特征在于,所述氧化降解硝基苯的时间为30~60min。