[发明专利]一种碳材料负载纳米零价金属催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳材料负载纳米零价金属催化剂，其特征是：包括纳米零价金属和碳材料，纳米零价金属在碳材料中均匀分散，纳米零价金属的负载量为5-15mg/g。

2.根据权利要求1所述的碳材料负载纳米零价金属催化剂，其特征是：所述纳米零价金属采用湿法还原法负载到碳材料上。

3.根据权利要求1所述的碳材料负载纳米零价金属催化剂，其特征是：所述纳米零价金属为铁、铜、锌或镍；所述碳材料为碳纳米管、石墨烯或纳米活性炭。

4.一种权利要求1、2或3所述的碳材料负载纳米零价金属催化剂的制备方法，其特征是包括以下步骤：将碳材料超声分散与于水中，然后加入金属可溶性盐，25-40℃反应6-12h，反应后将碳材料分离出来，然后分散到表面活性剂中，在惰性气体保护下加入还原剂，在25-100℃下反应3-6h，反应后离心、干燥，得到碳材料负载纳米零价金属催化剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：当碳材料为石墨稀时，采用下述方法制备：将高锰酸钾和石墨粉加入硫酸和磷酸的混合液中，在50-80℃反应10-15h，反应后冷却至室温，将反应液倒入冰水中，在搅拌下逐滴加入30wt%的双氧水，加完后再搅拌反应20-40min，然后过滤、洗涤、干燥，得石墨烯。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征是：高锰酸钾与碳材料的质量比为5:1-7:1；碳材料在硫酸和磷酸混合液中的浓度为6-8 g/L；硫酸和磷酸的用量体积比为9:1-10:1，硫酸和磷酸的质量浓度均大于等于85%；反应液与冰水的用量体积比为1:1-1:1.2；30wt%的双氧水的用量与反应液和冰水的总体积的比值为1:200-1:300。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：碳材料在水中的浓度10-20g/L，与金属可溶性盐的质量比为60:1-200:1，表面活性剂与碳材料的质量比为1:700-1:3000。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：所述表面活性剂为壳聚糖、明胶、胶原、白蛋白、海藻酸钠、透明质酸、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮；所述还原剂为抗坏血酸、硼氢化钠、硼氢化钾或水合肼；所述金属可溶性盐为铁、铜、锌、镍的可溶性氯化物、硝酸盐或硫酸盐。

9.一种去除饮用水中氯代有机污染物的方法，其特征是：向水中加入权利要求1、2或3所述的碳材料负载纳米零价金属催化剂，处理0.5-6h，即可；催化剂的加入量为0.25 -1g/L，处理时温度为15-25℃、pH为6-12。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述氯代有机污染物包括四氯化碳、三氯甲烷和氯乙酸中的至少一种。