【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境功能材料，具体涉及一种钴锰双金属有序纳米颗粒片层叠加构成的微球材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、硫酸根自由基（so4·-）介导的高级氧化技术，可以深度矿化水中有机微污染物，因此该技术已在水污染治理领域中受到了广泛的关注。过一硫酸氢盐（permonosulfate，pms）属于固相氧化剂，相比过氧化氢具有更稳定的理化性质，作为前驱体可通过活化途径产生大量的硫酸根自由基。此外，大部分研究表明，在低能耗要求下，钴基材料更适合作为pms活化剂。然而，传统钴基材料在pms活化过程中会受到反应因素（如ph、无机阴离子、温度）、钴离子浸出、颗粒团聚等问题的影响。钴离子浸出可以导致水体二次污染，颗粒团聚会加速活化剂的钝化进而直接影响水中有机微污染物的去除效果。因此，同步保障钴基材料的催化活性与结构稳定性既是提高其工程实际应用潜力的必要前提，也是当下迫切需要攻克的技术难题。
2、纳米级材料由于比表面积大、传质效率高等特性，可以表现出优异的催化性能。然而，由于固有的磁性特征，纳米颗粒形态钴基材料无法克服磁力吸引易导致团聚现象。在提升催化活性方面，将锰元素掺入四氧化三钴晶格中，两者间的电势差促进电荷转移，有助于缓解催化活性位点的钝化。但是，原子核外电子的不匹配性容易造成钴锰双金属材料结构缺陷，限制其在工程应用中的稳定性。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种钴锰双金属有序纳米颗粒片层叠加构成的微球材料及其制备方法与应用，以解决现有钴
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一方面，提供一种钴锰双金属有序纳米颗粒片层叠加构成的微球材料的制备方法，其包括以下步骤：
4、（1）室温下，将kit-6溶解于无水乙醇中，缓慢加入co(no3)2·6h2o和mncl2并搅拌直至完全溶解；
5、（2）将上述溶液进行加热处理，冷却至室温，将反应后混合物依次进行离心分离、洗涤和烘干处理，再进行高温煅烧处理；
6、（3）将上述高温煅烧处理后的粉末置于naoh溶液中，在水浴氛围中持续搅拌，再用蒸馏水洗涤至洗涤液呈中性，干燥处理后的粉末再进行nabh4还原处理，即得到钴锰双金属有序纳米颗粒片层叠加构成的微球材料。
7、进一步地，步骤（1）co(no3)2·6 h2o和mncl2的摩尔质量比为2：1。
8、进一步地，步骤（1）采用磁力搅拌，磁力搅拌的时间为1h，磁力搅拌转速为200 ~250rpm。
9、进一步地，步骤（2）在内装聚四氟乙烯内胆的高压水热反应釜中进行加热处理，水热反应温度为200℃，水热反应持续时间为6h。
10、进一步地，步骤（2）煅烧温度为450℃，煅烧持续时间为6h，升温速度为5℃/min。
11、进一步地，步骤（3）水浴温度为80℃，水浴下持续搅拌时间为12h。
12、进一步地，步骤（3）干燥温度为60℃，干燥处理持续时间为12h。
13、另一方面，提供钴锰双金属有序纳米颗粒片层叠加构成的微球材料作为催化剂催化活化过一硫酸氢盐氧化降解水中有机微污染物的应用。
14、进一步地，有机微污染物为雷尼替丁、罗丹明b、甲基橙、亚甲基蓝、环丙沙星、诺氟沙星、双酚a和盐酸四环素中的至少一种。
15、本专利技术的有益效果为：
16、（1）本专利技术首次提供rns mnco2o4的制备方法，该方法对合成设备要求低，投入成本低，便于工业推广下的批量加工；
17、（2）本专利技术合成的rns mnco2o4形态为由钴锰双金属纳米颗粒排列构成的微球，粒间介孔为微球内部活性位点提供通道，以提升整体催化性能；
18、（3）本专利技术合成的rns mnco2o4中有序钴锰双金属纳米颗粒的有序排列可以改善颗粒间协同作用以克服磁力吸引造成的颗粒团聚问题且限制钴离子的浸出；
19、（4）本专利技术合成的材料可以触发双活性位点间快速电荷转移，增强对pms的催化活性性能，并对有机微污染物具备快速氧化降解能力，实用性潜力大；
20、（5）本专利技术合成的材料可重复使用性良好，环境友好，可适用ph值范围广，抗冲击负荷能力强，且可降低钴离子浸出造成的二次污染风险；
21、（6）本专利技术的材料制备方法不需要消耗额外能量，降低了运行成本；而且工艺简单，可操作性强，材料使用量少且持久性好，治理时间短，具有广阔的实际应用前景。
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1.一种钴锰双金属有序纳米颗粒片层叠加构成的微球材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述Co(NO3)2·6 H2O和MnCl2的摩尔质量比为2：1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）采用磁力搅拌，所述磁力搅拌的时间为1h，磁力搅拌转速为200 ~ 250rpm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）在内装聚四氟乙烯内胆的高压水热反应釜中进行加热处理，所述水热反应温度为200℃，水热反应持续时间为6h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述煅烧温度为450℃，煅烧持续时间为6h，升温速度为5℃/min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述水浴温度为80℃，水浴下持续搅拌时间为12h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述干燥温度为60℃，干燥处理持续时间为12h。
8.权利要求1~7任一项所述方法制备得到的钴锰双金属有序纳米颗粒片层叠加构成的
9.权利要求8所述的钴锰双金属有序纳米颗粒片层叠加构成的微球材料作为催化剂催化活化过一硫酸氢盐氧化降解水中有机微污染物的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述有机微污染物为雷尼替丁、罗丹明B、甲基橙、亚甲基蓝、环丙沙星、诺氟沙星、双酚A和盐酸四环素中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种钴锰双金属有序纳米颗粒片层叠加构成的微球材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述co(no3)2·6 h2o和mncl2的摩尔质量比为2：1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）采用磁力搅拌，所述磁力搅拌的时间为1h，磁力搅拌转速为200 ~ 250rpm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）在内装聚四氟乙烯内胆的高压水热反应釜中进行加热处理，所述水热反应温度为200℃，水热反应持续时间为6h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述煅烧温度为450℃，煅烧持续时间为6h，升温速度为5℃/min。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛浩，马溢阳，孟凡生，张铃松，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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