[发明专利]生物质炭负载的钯/钴酸铜复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了生物质炭负载的钯/钴酸铜复合材料及其制备方法和应用。该复合材料作为电化学还原催化剂使用；其通过生物质炭负载的钯/Cusubgt;x/subgt;Cosubgt;y/subgt;Osubgt;z/subgt;复合材料经过循环伏安法得到；钯/Cusubgt;x/subgt;Cosubgt;y/subgt;Osubgt;z/subgt;复合材料通过对醋酸钯与Cusubgt;x/subgt;Cosubgt;y/subgt;Osubgt;z/subgt;复合材料进行化学超声法得到。本发明将生物质炭负载的钯/钴酸铜复合材料用于氟苯尼考的降解，且在室温、‑1.2V恒定电压的条件下，60分钟内即可降解含氟有机污染物，降低污水的毒性，具有明显的优势效果。并且，该生物质炭负载的钯/钴酸铜复合材料中的钯含量仅为0.05wt％，相比于达到相近效果的生物质炭负载的钯催化剂，大幅度地降低了钯的用量，降低了含氟有机污染物的降解成本。

技术领域

本发明属于电催化技术领域，具体涉及一种生物质炭负载的钯/钴酸铜复合材料的制备及其在还原含氟有机物中的应用。

背景技术

抗生素在世界范围内的过度使用已经对水生环境和人类健康造成了严重的威胁。特别是卤代抗生素，由于其对环境的持久性和严重的生物毒性，引起了公众的关注。在卤代抗生素中，氟苯尼考(FLO)作为一种广泛使用的抗菌药物，在细菌蛋白合成过程中具有明显的转位抑制作用。因此，FLO通常被用作氯霉素的替代品，在许多国家被广泛用于兽医治疗多种细菌感染。然而，其抗生素和耐药特性导致FLO在水生和沉积物环境中积累越来越多，高达18.8μg/L，并进一步刺激细菌中抗性基因的产生。因此，开发高效的技术和方法，提高FLO在排放到自然水体前的降解程度，消除其毒性是当务之急。

众所周知，卤素原子在卤代抗生素的抗菌活性中起着重要的作用。微生物脱卤、零价铁还原和Fenton反应已被广泛应用于消除卤代污染物的毒性。但这些技术存在效率低、二次污染和能耗高的问题。近年来，电化学还原脱卤因其效率高、不需要额外还原剂、产生的有毒副产物少而受到越来越多的关注。钯(Pd)作为催化剂，由于其析氢过电位低，且具有较高的吸附和储存能力，在保留大量的H*(一种强还原剂)方面具有很大的优势。由于钯原子的高利用率，具有超细纳米结构的钯纳米粒子将表现出良好的脱卤性能。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种生物质炭负载的钯/钴酸铜复合材料的制备及其在还原含氟有机物中的应用。

第一方面，本发明提供一种生物质炭负载的钯/钴酸铜复合材料，其作为电化学还原催化剂使用；其通过生物质炭负载的钯/Cu_xCo_yO_z复合材料经过循环伏安法得到；钯/Cu_xCo_yO_z复合材料通过对醋酸钯与Cu_xCo_yO_z复合材料进行化学超声法得到。钯的载量为0.02wt％～1wt％。

作为优选，所述的Cu_xCo_yO_z材料通过对生物质炭、硝酸铜、硝酸钴在醋酸溶液的分散系进行水热、固液分离和煅烧形成。

作为优选，该生物质炭负载的钯/钴酸铜复合材料粘接在碳纸上，在降解有机污染物的电化学还原体系中作为工作电极。

作为优选，所述的生物质炭通过将香榧壳研磨成粉末后煅烧得到。

作为优选，钯的载量为0.05wt％。

作为优选，循环伏安法的条件为：改性电压为-1V～1V，扫速为3mV/s，扫段数为6段。

第二方面，本发明提供该生物质炭负载的钯/钴酸铜复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一、将生物质炭、硝酸铜、硝酸钴加入醋酸溶液中进行水热反应。