[发明专利]一种碳基金属钒单原子材料在氨氮废水处理中的应用方法

权利要求书

1.一种碳基金属钒单原子材料在氨氮废水处理中的应用方法，其特征在于，

氨氮废水在电场作用下通过载有碳基金属钒单原子材料的电极，进行氨氮的吸附；

所述碳基金属钒单原子材料由碳基材料和金属钒前驱体通过高温热解制成，其具体制备方法为：将分散于分散剂中的碳基材料与含氮材料按一定比例混合研磨成粉末，再与分散于分散剂中的金属钒前驱体研磨一定时间后，在气氛炉内分步热解；

所述碳基材料为石墨烯、碳纳米管、活性炭、碳量子点中的一种或几种组合；所述含氮材料为二氰氨、三聚氰胺、尿素中的一种或几种；所述金属钒前驱体为乙酰丙酮钒、乙酰丙酮氧钒、氧化三异丙醇钒、偏钒酸铵中的一种或几种；所述分步热解为先升温到100～400℃，保温1～5h，再升温到500～650℃，保温1～5h，最后升温到700～900℃，保温1～5h；热解气氛为氩气或氮气；

所述碳基材料与含氮材料的质量比为1:100～1:300；

所述碳基金属钒单原子材料中钒单原子载量为1～15％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，调节原料氨氮废水的pH值，使氨氮主要以NH₄⁺的形式存在。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载有碳基金属钒单原子材料的电极板中碳基钒金属单原子的载量为1～5mg/cm²。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载有碳基金属钒单原子材料的电极是由碳基金属钒单原子材料负载于导电材料上制成的，其具体制备方法为：将碳基金属钒单原子材料与粘结剂、分散剂混合后，滴涂、旋涂或刷涂于导电材料上，烘干。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述碳基金属钒单原子材料为石墨烯基金属钒单原子材料、碳纳米管基金属钒单原子材料、活性炭基金属钒单原子材料、碳量子点基金属钒单原子材料中的一种或几种组合；所述粘结剂为PVDF、Nafion、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或几种组合；所述分散剂为乙醇、异丙醇、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种；所述导电材料为碳纸、碳布、泡沫镍、泡沫钛、不锈钢中的一种或几种组合。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分散剂为乙醇、异丙醇、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种；所述研磨时间为3～6h，升温速率为0.1～2℃/min。

7.根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述碳基材料与含氮材料的质量比为1:100～1:200；所述碳基金属钒单原子材料中钒单原子载量为5～15％。

8.根据权利要求 7所述的方法，其特征在于，所述碳基材料与含氮材料的质量比为1:100；所述碳基金属钒单原子材料中钒单原子载量为10％；钒单原子尺寸小于5nm。