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专利号: 202511014413X
申请人: 浙江师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用钌团簇/掺氮石墨炔催化材料活化高碘酸盐降解水体中有机污染物的方法,其特征在于,所述方法是以钌团簇/掺氮石墨炔催化材料为非均相催化剂活化高碘酸盐并对水体中的有机污染物进行降解处理;所述钌团簇/掺氮石墨炔催化材料包括掺氮石墨炔,所述掺氮石墨炔上负载有钌团簇。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述钌团簇与掺氮石墨炔的质量比为19~

56∶400。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述掺氮石墨炔为掺氮石墨一炔、掺氮石墨二炔中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述钌团簇/掺氮石墨炔催化材料的制备方法包括以下步骤:S1、将三氯化钌水合物与水混合制成前驱体溶液;将掺氮石墨炔与水混合制成掺氮石墨炔分散液;

S2、将步骤S1中得到的前驱体溶液与掺氮石墨炔分散液混合,超声,得到混合液;

S3、对步骤S2中得到的混合液进行旋转蒸发,干燥,得到混合物;

S4、对步骤S3中得到的混合物进行第一次煅烧,水洗,干燥;

S5、对步骤S4中经干燥后得到的产物进行第二次煅烧,水洗,干燥,得到钌团簇/掺氮石墨炔催化材料。

5. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤S1中,所述三氯化钌水合物与水的比例为1 mg∶1mL;所述掺氮石墨炔与水的比例为5 mg∶3mL;

步骤S2中,所述前驱体溶液与掺氮石墨炔分散液的体积比为50~146∶150;所述超声的时间为15 min。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤S1中,所述掺氮石墨炔为掺氮石墨一炔时,所述掺氮石墨一炔的制备方法包括以下步骤:S1‑1、将苯、吡啶和无水乙醇混合,加入碳化钙粉末,得到分散液;所述碳化钙粉末、苯、吡啶和无水乙醇的比例为10 g∶2 mL∶150 µL ∶35 mL;

S1‑2、将步骤S1‑1中得到的分散液、不锈钢珠加入到不锈钢球磨罐中,抽真空,在行星球磨机中进行反应,洗涤,干燥;所述反应的过程中控制行星球磨机的转速为600 rpm;所述反应的时间为24 h;所述洗涤为采用硝酸和冰乙酸各清洗3次~5次;所述干燥在真空条件下进行;所述干燥的温度为60 ℃,所述干燥的时间为12h~24 h;

S1‑3、对步骤S1‑2中经干燥后的材料进行退火,得到掺氮石墨一炔;所述退火过程中的升温速率为5 ℃/min;所述退火的温度为260 ℃;所述退火时间2 h。

7. 根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤S3中,所述旋转蒸发在温度为80 ℃下进行;所述干燥在真空条件下进行;所述干燥在温度为60 ℃下进行;所述干燥的时间为

12 h~24 h;

步骤S4中,所述第一次煅烧在氮气气氛下进行;所述第一次煅烧的升温速率为5 ℃/min;所述第一次煅烧的温度为300 ℃;所述第一次煅烧的时间为5 h;所述水洗为采用纯水对第一次煅烧后的产物清洗3次;所述干燥在真空条件下进行;所述干燥的温度为60 ℃;所述干燥的时间为12 h~24 h;

步骤S5中,所述第二次煅烧在氮气气氛下进行;所述第二次煅烧的升温速率为2 ℃/min;所述第二次煅烧的温度为500 ℃;所述第二次煅烧的时间为5 h;所述水洗为采用纯水对第二次煅烧后的产物清洗3次;所述干燥在真空条件下进行;所述干燥的温度为60 ℃;所述干燥的时间为12 h~24 h。

8. 根据权利要求1~7中任一项所述的方法,其特征在于,以钌团簇/掺氮石墨炔催化材料为非均相催化剂活化高碘酸盐并对水体中的有机污染物进行降解处理,包括以下步骤:将钌团簇/掺氮石墨炔催化材料与有机污染物废水混合,加入高碘酸盐进行类芬顿催化反应,完成对废水中有机污染物的降解处理;所述钌团簇/掺氮石墨炔催化材料的添加量为每升有机污染物废水中添加钌团簇/掺氮石墨炔催化材料0.05 g~0.15 g;所述高碘酸盐的添加量为每升有机污染物废水中添加高碘酸盐0.01 g~0.1 g。

9. 根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述钌团簇/掺氮石墨炔催化材料的添加量为每升有机污染物废水中添加钌团簇/掺氮石墨炔催化材料0.08 g~0.12 g;所述高碘酸盐的添加量为每升有机污染物废水中添加高碘酸盐0.04 g~0.08 g。

10. 根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述高碘酸盐为高碘酸钠;所述有机污染物废水中的有机污染物的初始浓度≤20 mg/L;所述有机污染物废水中的有机污染物为四环素、土霉素、卡马西平、左氧氟沙星中的至少一种;所述类芬顿催化反应的时间为0.5 min~20 min。