本技术涉及一种S/Fe共掺杂磁性多孔碳材料的制备方法及其应用。该方法通过混合2-甲基咪唑溶液、锌盐溶液和有机铁溶液,制备出具有磁性的多孔碳材料。
背景技术
氯酚类物质(Chlorophenols,CPs)是一类包含苯环、羟基及不同数量氯原子的氯化芳香化合物,因其独特的反应特性和较强的抗菌性能,在工业和农业领域都得到广泛的应用,这也造成CPs不可避免的被释放进入生态环境,例如,据估算仅美国的木材厂、造纸厂、杀虫剂生产厂等各行业产生的CPs废物高于1900吨/年。苯环上的π电子与氯原子上的p轨道可形成稳定的共轭体系,导致CPs化学稳定性强,且难于被生物降解,可持久的存在于自然环境中,因此也是目前数量较多的一类环境污染物。由于CPs具有高毒性、持久性和“三致效应”(致癌、致畸、致突变),且与苯环连接的氯原子数量越多,毒性越高,对生态安全和人类健康造成严重威胁,已被包括我国、欧盟在内的国家和地区列入优先控制污染物名录。因此,对水体中CPs污染的高效去除已成为现今人类面临的重要的环境课题。
高级氧化技术(Advanced oxidation processes,AOPs)具有快捷高效、操作简单、条件温和、环境友好等优点,是目前用于去除氯酚类污染物最常用的方法。其中,基于高碘酸盐介导的AOPs,由于高效、稳定、便于储存和运输等特点吸引了众多学者的关注。高碘酸盐(IO4-
,E0= 1.60 V)对有机污染物降解的动力学活性有限,但通过活化产生的多种具有强氧化性的活性物质,例如活性氧(ROS)和活性碘(RIS),能够高效降解有机污染物,在氯酚类污水治理中应用前景广阔。大量研究证实过渡金属基催化剂能高效活化高碘酸盐,但pH适用范围窄、在氧化和酸性反应条件下浸出有毒金属离子风险高,严重限制了该技术的实际应用。近年来,无金属碳基催化剂因具有高稳定性、高导电性及耐酸碱等优点,在高碘酸盐介导的AOPs中展现出潜在的应用价值,引起了极大的关注。但是,无金属碳基催化剂存在固有的低活性、低耐久性以及难以回收等问题。
因此,提供一种催化性能好、稳定性高、易于回收、可精准调控的碳基催化剂,对于高效、彻底的去除废水中的氯酚类污染物具有重要的意义。
实现思路