【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于新材料制備及催化劑材料應用，主要涉及一種鐵基mof衍生碳的制備方法以及催化過硫酸鈉降解多環(huán)芳烴方法和用途。
技術介紹
1、多環(huán)芳烴具有較低的水溶性，并且廣泛存在于土壤環(huán)境中，對土壤生態(tài)和人類健康都有較大的威脅。多環(huán)芳烴具有強致癌性、誘變性和持久性。此外，多環(huán)芳烴可以通過大氣沉降、污水灌溉、工業(yè)泄露等途徑進入生態(tài)環(huán)境并在土壤中積累。因此，需要快速有效去除環(huán)境中的多環(huán)芳烴。
2、原位化學氧化(isco)是一種很有前途的地下水和土壤污染修復方法。過硫酸鈉溶解度高，儲存和運輸便利，經(jīng)濟高效，是一種常用的氧化劑。過硫酸鈉被活化后產(chǎn)生的羥基自由基(ho·)和硫酸根自由基(so4·-)對污染物有較強的降解能力。均相活化(如熱活化、堿活化)能有效激活過硫酸鹽，但均相活化涉及額外的能量輸入/體系ph調(diào)整。因此，開發(fā)一種環(huán)保高效的isco催化劑至關重要。
3、金屬有機框架(mof)是由金屬離子和有機配體通過配位鍵組裝而成的具有多孔結(jié)構的超分子化合物。碳基材料由于其具有多孔結(jié)構、高比表面積、豐富的含氧官能團和持久性自由基，通常被作為過硫酸鹽的催化劑。mof作為合成碳材料的前驅(qū)模板近年來備受關注。與傳統(tǒng)的碳材料不同，mof結(jié)構固有的多樣性使其能夠通過調(diào)整有機配體和功能單體以及雜原子摻雜來精確控制碳材料的理化性質(zhì)。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術的目的是提供一種可用于催化過硫酸鹽降解多環(huán)芳烴的鐵基mof衍生碳材料，所述的材料是先制備出鐵劑mof，之后在特定的溫度下熱解為鐵
2、本專利技術所提出的鐵基mof衍生碳催化材料，制備方法如下：
3、1)將六水合氯化鐵(fecl3.6h2o)與2-氨基對苯二甲酸(nh2-bdc)溶解于n,n-二甲基甲酰胺(dmf)中；
4、2)將氫氧化鈉溶液緩慢滴加至溶液中，磁力攪拌30min后轉(zhuǎn)移到具有特氟龍內(nèi)襯的反應釜中；
5、3)將反應釜放置于烘箱中，在100℃的溫度下保持12h；
6、4)冷卻后的將鐵基mof從混合液體中離心分離出來，用有機溶劑洗滌干凈；
7、5)得到的固體真空干燥12h，得到的固體固體即為鐵基mof，用瑪瑙研缽研磨后備用；
8、6)將鐵基mof在管式爐中熱解得到鐵基mof衍生碳。將得到的固體用瑪瑙研缽研磨成粉末后即得到目標催化材料。
9、所述步驟1)中六水合氯化鐵和(fecl3.6h2o)與二氨基對苯二甲酸(nh2-bdc)的摩爾比為1：1。
10、所述步驟2)中磁力攪拌時間為20-40min。
11、所述步驟4)中有機溶劑為n,n-二甲基甲酰胺(dmf)和無水乙醇。洗滌順序為先用dmf，后用無水乙醇。
12、所述步驟5)中真空干燥溫度為60-80℃。
13、所述步驟6)中熱解溫度為600-900℃。
14、催化過硫酸鈉降解多環(huán)芳烴的方法，利用本專利技術鐵基mof衍生碳催化材料，具體如下：
15、將所制備的材料和特定濃度的過硫酸鹽溶液加入至含增溶劑的多環(huán)芳烴溶液中，隨后將體系置于水浴振蕩器中以150r/min-200r/min的速率進行振蕩，使污染物充分被過硫酸鹽降解。隨后將體系置于30℃的條件下反應1-6h，反應結(jié)束后取上清液進行含量測定。
16、本專利技術的第三個技術方案是鐵基mof衍生碳催化材料催化降解多環(huán)芳烴的用途。
17、本專利技術的原理為通過所制材料上在熱解過程中形成的fe3c和fe3n活性位點，通過強化電子傳遞從而促進催化降解。
18、本專利技術有益效果為：
19、(1)fe基mof衍生碳材料解決了材料均相反應難回收，非均相反應傳質(zhì)差的問題；
20、(2)為金屬有機框架材料的增值利用提供了新途徑；
21、(3)fe基mof衍生碳材料的使用可實現(xiàn)高效催化降解多環(huán)芳烴，為進一步降解土壤環(huán)境中的多環(huán)芳烴提供了有效的見解。
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1.鐵基MOF衍生碳催化材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權利要求1所述的鐵基MOF衍生碳催化材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)六水合氯化鐵和(FeCl3.6H2O)與二氨基對苯二甲酸(NH2-BDC)的摩爾比為1：1。
3.根據(jù)權利要求1所述的鐵基MOF衍生碳催化材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)磁力攪拌時間為20-40min。
4.根據(jù)權利要求1所述的鐵基MOF衍生碳催化材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)反應釜具有特氟龍內(nèi)襯。
5.根據(jù)權利要求1所述的鐵基MOF衍生碳催化材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)有機溶劑為N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和無水乙醇，洗滌順序為先用DMF，后用無水乙醇。
6.根據(jù)權利要求1所述的鐵基MOF衍生碳催化材料的制備方法，其特征在于，步驟(5)所述的真空干燥溫度為60-80℃。
7.根據(jù)權利要求1所述的鐵基MOF衍生碳催化材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(6)熱解溫度為600-900℃。
8.一種催化過硫酸鈉降
9.鐵基MOF衍生碳催化材料催化降解多環(huán)芳烴的用途。
...【技術特征摘要】
1.鐵基mof衍生碳催化材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權利要求1所述的鐵基mof衍生碳催化材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)六水合氯化鐵和(fecl3.6h2o)與二氨基對苯二甲酸(nh2-bdc)的摩爾比為1：1。
3.根據(jù)權利要求1所述的鐵基mof衍生碳催化材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)磁力攪拌時間為20-40min。
4.根據(jù)權利要求1所述的鐵基mof衍生碳催化材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)反應釜具有特氟龍內(nèi)襯。
5.根據(jù)權利要求1所述的鐵基mof衍生碳催化材料的制備方...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉嘉澍，趙林，李艷婷，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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