[发明专利]一种利用聚多巴胺还原的氮化碳负载型纳米金催化剂处理硝基芳香烃类物质的方法

说明书

本发明公开了一种利用聚多巴胺还原的氮化碳负载型纳米金催化剂处理硝基芳香烃类物质的方法，将纳米金催化剂加入到硝基芳香烃类物质和含BH₄^－的盐的混合液中，进行降解处理；所述纳米金催化剂包括由多巴胺自聚合在氮化碳表面形成的聚多巴胺‑氮化碳载体，以及被该载体上的聚多巴胺还原的纳米金颗粒，所述聚多巴胺呈无定型态包覆片状的氮化碳，所述纳米金颗粒负载于聚多巴胺‑氮化碳载体表面，纳米金与聚多巴胺‑氮化碳载体的质量比为1～4∶30，聚多巴胺与氮化碳质量比为0.8～1.2∶1。本发明的方法，具有操作简单、反应迅速、催化剂易回收重复利用、降解效率高等优点，是一种可以广泛应用于处理硝基芳香烃的方法。

技术领域

本发明属于硝基芳香烃类物质的还原处理领域，涉及一种利用碳负载型纳米金催化剂处理硝基芳香烃类物质的方法，具体涉及一种利用聚多巴胺还原的氮化碳负载型纳米金催化剂还原处理硝基芳香烃类物质的方法。

背景技术

硝基芳香烃类物质(如对硝基酚、2-硝基酚、2,4-硝基酚、偶氮染料等)是重要的化工原料，广泛应用于农药、染料、炸药、医药等化工产品的生产。全世界每年排入环境中的苯胺和硝基苯类化合物约为1万t和3万t。随着化工产业的发展，这类化学品的需求日益上升，排入环境中的量也越来越高。而该类物质具有高毒性，被人体皮肤吸收或从呼吸道吸入会引起中毒及死亡。如何减少硝基芳香烃类物质对环境的污染，引起了人们的广泛关注。

目前，国内外关于硝基芳香烃废水的处理主要有物理、化学、生物等方法。其中，纳米金作为一类重要的纳米材料，具有易合成、比表面积大、生物相容等优点，其特有的介电特性以及优良的催化作用使得其广泛应用于医药、化学、环境等领域。尤其是在还原硝基芳香烃类物质方面，具有很好的催化活性。而将高毒的硝基芳香烃类物质在纳米金催化剂的作用下还原为对应的胺类，一方面降低了硝基芳香烃的毒性，从而减少了其对环境的污染；另一方面，这些胺类可以用作化工原料，而进行工业生产。因此，用纳米金催化剂还原硝基芳香烃类物质具有较好的应用前景，对减少环境污染具有重要的意义。

目前，研究者们尝试将纳米金胶体负载在合适的载体上来提高纳米金的稳定性，促进金催化剂的循环利用。传统的负载型纳米金催化剂制备方法有沉淀-沉积，共沉淀等，但是这些方法往往需要通过加沉淀剂的方式将金盐溶液的pH调为碱性，生成Au(OH)₃沉淀，最后用一定手段将Au³⁺还原为纳米金。一般采用加入硼氢化钠、柠檬酸三钠、或者抗坏血酸等化学试剂作为还原剂还原氯金酸，但是这些物质均具有强还原性，可能对环境造成二次污染。

氮化碳是一种具有类石墨烯结构的不含金属的聚合半导体材料，由于其具有较高的热化学稳定性、优良的电子传递能力以及较好的生物相容性而广泛应用于催化领域，是一类优良的碳载体。但是采用传统方法将纳米金负载在氮化碳上也需要加入硼氢化钠等化学试剂，不符合绿色化学的主题。

此外，采用现有的纳米金催化剂还原处理硝基芳香烃类物质，催化效率并不理想，有的反应20min以上还不能反应完全。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作简单、反应迅速、催化剂易回收利用、高效的利用新型氮化碳负载型纳米金催化剂还原处理硝基芳香烃类物质的方法，该方法对硝基芳香烃具有很好的降解效果。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种利用聚多巴胺还原的氮化碳负载型纳米金催化剂处理硝基芳香烃类物质的方法，将纳米金催化剂加入到硝基芳香烃类物质和含BH₄^－的盐的混合液中，进行降解处理；