【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及環(huán)境納米材料，具體是一種用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳氣凝膠及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、工業(yè)廢水由于其成分復(fù)雜、毒性高、難處理等特點，被認為是難處理的水體之一。預(yù)計到2050年底，工業(yè)生產(chǎn)部門用水需要將占用全球淡水資源的四分之一。各行各業(yè)排放的廢水，預(yù)估每年的水量為3600億平方米，至2050年底將增加51％。不同行業(yè)產(chǎn)生的廢水成分不同，如果處理水平不達標(biāo)，可能破壞水生態(tài)系統(tǒng)，處理廢水需要經(jīng)濟支持和先進設(shè)施進行輔助。硝基類化合物由于其毒性、難降解、易累積等特點備受關(guān)注，其中4-硝基苯酚(4-np)作為工業(yè)生產(chǎn)中醫(yī)藥、皮革、染料等化學(xué)品的中間體廣泛出現(xiàn)在生活中，已經(jīng)被美國環(huán)保局(epa)認定為不可生物降解的污染物。若是對4-np的處理不及時，將會導(dǎo)致水生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重破壞。因此，找到合適的方法降解4-np迫在眉睫。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決上述問題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳氣凝膠及其制備方法，主要是通過冷凍干燥技術(shù)和熱解技術(shù)，將金屬有機骨架材料(mofs)ffpba與ce共同摻雜，混合瓊脂糖(ag)制備成三元共生的碳氣凝膠(ffpba-c/ag-ca-ce)。該碳氣凝膠具有良好的機械強度，具有優(yōu)異的催化活性，能夠高效去除4-硝基苯酚，且易于回收，不會對環(huán)境造成二次污染。
2、一種用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳氣凝膠的制備方法，具體包括以下步驟：
3、(1)制備ffpba納米粒子；
4、(2)將f
5、(3)將步驟(2)得到的混合液進行冷凍，然后在真空條件下，利用冷凍干燥機處理，得到ffpba/ag氣凝膠；
6、(4)在氮氣氛圍下，將步驟(3)得到的ffpba/ag氣凝膠進行熱解，獲得ffpba/ag-ca的碳氣凝膠；
7、(5)將步驟(4)得到的ffpba/ag-ca的碳氣凝膠浸泡到硝酸鈰溶液中，在60℃條件下，等待液體完全揮發(fā)，即得到ffpba/ag-ca-ce，之后在氮氣氛圍下，將ffpba/ag-ca-ce熱解，最終得到ffpba-c/ag-ca-ce碳氣凝膠材料，即三元碳氣凝膠。
8、進一步的，步驟(1)中制備ffpba納米粒子具體如下：將15.2g聚乙烯吡咯烷酮(pvp)放入200ml去離子水中，待完全溶解后加入1.8ml濃鹽酸，攪拌10min，得到溶液a；將0.44g?k4[fe(cn)6]·3h2o加入溶液a中攪拌5min，得到混合溶液；將混合溶液倒入有聚四氟乙烯(ptfe)內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，在80℃下加熱24h進行水熱反應(yīng)，加熱結(jié)束后自然冷卻，得到fe-fepba混合液；將fe-fepba混合液通過離心，實現(xiàn)固液分離，棄去上層液體，將得到的固體用去離子水和無水乙醇洗滌3次，得到fe-fepba納米粒子，即ffpba納米粒子；
9、進一步的，步驟(2)中利用超聲使ffpba納米粒子分散到去離子水中。
10、其中，步驟(2)在常溫下進行。
11、進一步的，步驟(4)中熱解是在800-900℃下熱解3h。
12、進一步的，步驟(5)中熱解是在800-900℃下熱解3h。
13、進一步的，步驟(5)中所述硝酸鈰溶液的濃度為25mm；液體完全揮發(fā)是指肉眼觀察到干燥至材料無水分且材料明顯處于干燥狀態(tài)，即材料會因為失去水分而呈現(xiàn)塊狀。
14、本專利技術(shù)還提供一種按照上述制備方法所得到的4-硝基苯酚高效去除的三元碳氣凝膠及該三元碳氣凝膠在4-硝基苯酚去除中的應(yīng)用。
15、進一步的，所述三元碳氣凝膠在4-硝基苯酚去除中的應(yīng)用，是將三元碳氣凝膠(即ffpba-c/ag-ca-ce碳氣凝膠材料)和過硫酸氫鉀(pms)分別加入含4-硝基苯酚的溶液中進行反應(yīng)，所述三元碳氣凝膠用于催化過硫酸氫鉀降解4-硝基苯酚。
16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益效果：
17、本專利技術(shù)制備方法更加簡單快捷。最重要的是，所利用的瓊脂糖，屬于生物質(zhì)材料，能夠更好的適應(yīng)環(huán)境的變化，在不同環(huán)境中能展示出更好的適應(yīng)性。最終所合成的復(fù)合材料，不僅具有良好的機械強度，優(yōu)異的催化活性，能夠高效去除4-硝基苯酚，而且易于回收，不會對環(huán)境造成二次污染。
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1.一種用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟(1)中制備FFPBA納米粒子具體如下：將15.2g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)放入200mL去離子水中，待完全溶解后加入1.8mL濃鹽酸，攪拌10min，得到溶液A；將0.44g?K4[Fe(CN)6]·3H2O加入溶液A中攪拌5min，得到混合溶液；將混合溶液倒入有聚四氟乙烯(PTFE)內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，在80℃下加熱24h進行水熱反應(yīng)，加熱結(jié)束后自然冷卻，得到Fe-FePBA混合液；將Fe-FePBA混合液通過離心，實現(xiàn)固液分離，棄去上層液體，將得到的固體用去離子水和無水乙醇洗滌3次，得到Fe-FePBA納米粒子，即FFPBA納米粒子。
3.如權(quán)利要求1所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟(2)中利用超聲使FFPBA納米粒子分散到去離子水中。
4.如權(quán)利要求1所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟(4
5.如權(quán)利要求1所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟(5)中所述硝酸鈰溶液的濃度為25mM。
6.如權(quán)利要求1所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳氣凝膠的制備方法，其特征在于步驟(5)中熱解是在800-900℃下熱解3h。
7.如權(quán)利要求1-6任一所述制備方法所得到的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳氣凝膠。
8.如權(quán)利要求7所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳氣凝膠在4-硝基苯酚去除中的的應(yīng)用。
9.如權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，將所述三元碳氣凝膠及過硫酸氫鉀分別加入含4-硝基苯酚的溶液中進行反應(yīng)，所述三元碳氣凝膠用于催化過硫酸氫鉀降解4-硝基苯酚。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟(1)中制備ffpba納米粒子具體如下：將15.2g聚乙烯吡咯烷酮(pvp)放入200ml去離子水中，待完全溶解后加入1.8ml濃鹽酸，攪拌10min，得到溶液a；將0.44g?k4[fe(cn)6]·3h2o加入溶液a中攪拌5min，得到混合溶液；將混合溶液倒入有聚四氟乙烯(ptfe)內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，在80℃下加熱24h進行水熱反應(yīng)，加熱結(jié)束后自然冷卻，得到fe-fepba混合液；將fe-fepba混合液通過離心，實現(xiàn)固液分離，棄去上層液體，將得到的固體用去離子水和無水乙醇洗滌3次，得到fe-fepba納米粒子，即ffpba納米粒子。
3.如權(quán)利要求1所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳氣凝膠的制備方法，其特征在于，步驟(2)中利用超聲...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱樂涵，向韜，
申請(專利權(quán))人：沈陽建筑大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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