本技术属于催化剂技术领域,介绍了一种由Co-Zn双金属ZIFs衍生的Co掺杂多孔碳材料及其制备方法和催化应用。该多孔碳材料含有单质钴和单原子钴,具有优异的催化性能。
背景技术
在抗生素、含氯化合物、个人护理产品等环境基质中的难降解污染物不断增加,已成为全球严重的环境问题。其中,氯霉素类抗生素(CAPs)是一类广谱类抗生素,庞大的消耗量导致氯霉素在环境中残留日益严重,这类高毒性难生物降解CAPs的富集、累积以及在生态环境中的长期暴露,会对人类健康和水生生物带来隐蔽且长期的危害。因此,CAPs的有效去除,对于保护生态环境安全十分有意义,对于普通民众的健康安全也同样具有重要意义。
目前,CAPs在水体中的主要处理技术有活性污泥法、活性炭吸附、膜过滤、化学处理等传统处理技术。近年来,归因于降解效率高、适应性强且对环境友好等独特的优势,国内外研究者对过硫酸盐高级氧化工艺(SR-AOPs)进行了广泛研究。SR-AOPs是通过各种活性氧物种(ROS)(如硫酸根自由基和羟基自由基)将大分子有机污染物化学氧化为无害矿化产物的有效反应技术。在活化过程中,过硫酸盐(PDS)或过一硫酸盐(PMS)的过氧键断裂通常会产生这些ROS。因此,有效活化PMS以产生更多ROS是提高SR-AOPs降解能力的关键。过渡金属基材料因其PMS活化效率高、成本低而备受关注。然而,由于过渡金属颗粒的团聚和反应过程中的离子浸出,所导致的催化活性低、可重复使用性差的缺陷依然存在。
金属有机框架(MOFs)作为一类具有优异物理化学性能的多孔晶体材料,在构建先进的异相催化剂方面显示出巨大的潜力。由于MOFs(如ZIF-67(Co)、MIL-101(Fe)和HKUST-1(Cu))一般由过渡金属中心和有机配体通过自组装构建而成,因此可通过直接碳化转化为各种碳或过渡金属-碳材料。与传统的过渡金属-碳材料相比,这类由MOFs衍生的材料具有母体MOFs的良好形貌和高比表面积、稳定的结构和分散的金属活性位点。但是对于其催化过一硫酸盐的能力还需要进一步的提升。
实现思路