[发明专利]一种活化溶解氧的催化剂及其制备方法和应用有效

专利信息
申请号: 202211248824.1 申请日: 2022-10-12
公开(公告)号: CN115591560B 公开(公告)日: 2023-10-24
发明(设计)人: 吕来;杨东旋;胡春;孙英涛;罗秋雨 申请(专利权)人: 广州大学
主分类号: B01J27/051 分类号: B01J27/051;B82Y30/00;B01J37/03;B01J37/10;C02F1/72;C02F101/36;C02F101/34;C02F101/38
代理公司: 广州高航知识产权代理有限公司 11530 代理人: 覃钊雄
地址: 510006 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 活化 溶解氧 催化剂 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

发明提供一种活化溶解氧的催化剂及其制备方法,属于水处理技术领域,所述催化剂为钼掺杂的二硫化锡量子点,其制备方法包括以下步骤:在柠檬酸钠、钼酸钠和四氯化锡的混合水溶液中依次加入硫代乙酰胺溶液和巯基硅烷偶联剂的醇溶液,充分搅拌混合后进行水热反应,制得所述钼掺杂的二硫化锡量子点;本发明所述催化剂在无需额外输入能量或添加氧化剂的条件下,对水中的有机污染物有良好的去除效果,极大节约了水处理成本。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域,具体涉及一种活化溶解氧的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前,普遍的成本增加和资源消耗是制约着当下废水处理的关键瓶颈,对于一些处理水中难降解有机污染物强有力的高级氧化技术,也须将过量的氧化剂(过氧化氢、过硫酸盐等)或外部能量(光、电、热等)来维持反应系统的进行,因此对有机污染物的降解处理存在处理步骤繁琐,处理成本较高的问题。

水中存在着不少的溶解氧,是最绿色和低成本的氧化剂,但与水中的有机污染物难以直接反应。水中的溶解氧需要活化从而产生活性氧物种,如羟基自由基(·OH)、超氧自由基(·O2-)和单线态氧(1O2)等,这类活性氧物种具有极强的氧化能力,能够将水中大部分的有机污染物完全降解。因此,开发能够活化水中溶解氧的催化剂,将大大降低水处理成本,对开发低成本高效率的水处理技术和方法具有重要意义。

发明内容

针对上述问题,本发明提供一种可用于活化溶解氧的催化剂及其制备方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现:

一种活化溶解氧的催化剂,所述催化剂为钼掺杂的二硫化锡量子点。

本发明的另一目的在于提供一种所述活化溶解氧的催化剂的制备方法,通过原位掺杂共沉淀的水热过程制备,包括以下步骤:

在柠檬酸钠、钼酸钠和四氯化锡的混合水溶液中依次加入硫代乙酰胺溶液和巯基硅烷偶联剂的醇溶液,充分搅拌混合后进行水热反应,制得所述钼掺杂的二硫化锡量子点;

本发明中,所述柠檬酸钠作为缓冲剂加入,可以稳定溶液中的pH,以更好保护催化剂的形成;所述钼酸钠和四氯化锡则分别作为钼源和锡源。

优选的,所述制备方法具体包括以下步骤:

(1)将柠檬酸钠、钼酸钠和四氯化锡混合溶解在去离子水中,搅拌30min以上至充分溶解,得到溶液A;

(2)在所述溶液A中加入硫代乙酰胺溶液,搅拌30min以上至充分溶解,得到溶液B;

(3)在所述溶液B中加入巯基硅烷偶联剂的醇溶液,搅拌12h以上至充分溶解,得到溶液C;

(4)将所述溶液C转入具有特氟隆衬里的反应釜中进行水热反应,反应完成后自然冷却,离心分离沉淀,以去离子水与乙醇交替洗涤,干燥后研磨,制得。

优选的,所述柠檬酸钠、钼酸钠和四氯化锡的摩尔比为(0.5-2.5):(2-3):(4.5-6.5)。

优选的,所述硫代乙酰胺溶液的浓度为0.5-2mol/L,所述硫代乙酰胺与所述四氯化锡的摩尔比为(9-13):(4.5-6.5)。

优选的,所述巯基硅烷偶联剂为3-巯基丙基三乙氧硅烷和/或3-巯基丙基三甲氧硅烷。

优选的,所述巯基硅烷偶联剂的醇溶液的浓度为0.5-2.5mmol/L,所述巯基硅烷偶联剂与所述柠檬酸钠的摩尔比为(0.25-1):(0.5-2.5)。

优选的,所述水热反应的反应温度为140-220℃,反应时间为10-24h。

优选的,所述离心的转速为10000r/min,离心时间3-8min。

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