【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废水处理，尤其涉及一种纳米多孔单质金属co催化材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、从可持续发展的角度来看，废水处理正逐渐成为世界关注的焦点之一。其中双酚a(bpa)是一种典型的有机污染物，常用于合成聚碳酸酯、环氧树脂和各种日常消费品。然而，由于其化学性质稳定，双酚a在日常环境中难以降解并具有明显的亲脂性，极易在生物体中富集，对人类健康和环境造成重大危害。苯酚(c6h5oh)是酚类化合物的主要代表之一，它是一种具有特殊气味的化合物，具有剧毒和腐蚀性。它是工业上生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂和药物的重要原料。然而，苯酚的生物降解性较低，排放到环境中会造成严重且持续的污染，对水生生物和人类危害极大。因此，如何同时且有效的降解废水中的双酚a和苯酚，具有重要的研究意义。
2、废水中有机污染物的处理方法有很多种，其中包括传统的物理方法、化学方法和生物方法。物理方法主要通过分离、过滤、吸附等物理过程来去除废水中的污染物，然而该方法只是将污染物转移出来，并未达到降解的效果；化学方法是通过氧化、还原、中和、沉淀等化学反应将污染物转化为无害或更易处理的物质，以实现废水的净化，但该方法存在能源消耗大且产生的有害废物容易造成环境污染等缺点；生物方法是利用微生物的代谢活动来将废水中的有机物降解为较简单的物质，从而实现净化，这些微生物可以在适宜的环境条件下生长和繁殖，然后通过吸附、吞噬或分解有机物来完成废水的处理，如生物过滤、生物膜反应器、生物处理池、活性污泥法等，但生产周期长、成本高且可控性差。相比之下，高级氧化技术(aops
3、在常见的过渡金属中，由于co元素可以在co2+与co3+的转化中多次活化过硫酸盐产生so4·-，因此对过硫酸盐具有较高的催化活化，而且它在废水中具有良好的耐腐蚀性，因此备受关注。如中国专利文献cn117599794a公开了一种磁性单原子钴催化剂及其催化过氧乙酸降解抗生素的方法；首先采用改进mof衍生空间限域策略合成zn/co zifs，然后将其煅烧热解生成磁性单原子co催化剂；其对过氧乙酸具有高效活化作用，利用活化过程原位生成的强氧化性活性物质，强化污水中磺胺类抗生素的氧化降解。但该催化剂制备方法较复杂，可能存在配体不稳定、金属离子易脱落等缺点，且未涉及催化pms降解bpa和苯酚。中国专利文献cn114904530a公开了一种基于脱合金制备钴基多孔非晶催化剂的方法，首先制备co-fe-mo-si-b非晶合金条带，然后经脱合金处理制备具有多孔结构的钴基多孔非晶催化剂，并应用于偶氮染料的降解。但该专利并未涉及对单质金属的研究和制备，且未涉及对双酚a和苯酚的降解。
4、因此，如何高效的制备一种能够有效催化过一硫酸盐(pms)降解双酚a(bpa)和苯酚的催化剂，值得进一步研究。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种纳米多孔单质金属co催化材料及其制备方法与应用。本专利技术的制备方法操作简便快捷，反应条件易于实施，且所需成本低廉，易于规模化生产，具有良好的实用前景。本专利技术制备得到的多孔单质金属co催化材料具有优异的活化pms降解bpa和苯酚的性能，且具有较好的稳定性。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种纳米多孔单质金属co催化材料，所述催化材料为具有纳米多孔结构的co单质金属，其中纳米多孔的孔径为2-140nm，比表面积为40-50m2·g-1，具有磁性。
4、上述纳米多孔单质金属co催化材料的制备方法，包括步骤：
5、(1)以金属al和co为原料制备al-co合金条带；
6、(2)将al-co合金条带浸没于腐蚀液中，经化学脱合金化，清洗、干燥，得到纳米多孔单质金属co催化材料。
7、根据本专利技术，优选的，步骤(1)中，金属al和co的原子比为88-96：4-12。金属al和co的纯度均达到99.9％以上。
8、根据本专利技术，优选的，步骤(1)中，al-co合金条带的制备方法包括步骤：将金属al和co混合，经熔炼得到合金铸锭；合金铸锭经甩带得到al-co合金条带。
9、优选的，熔炼在真空电弧炉中进行。
10、优选的，熔炼方法如下：于惰性气体保护下，650-750℃下熔炼1-2min，降至室温；继续重复上述步骤3-6次，得到合金铸锭。优选的，惰性气体为氮气或氩气。
11、优选的，甩带在真空甩带机中进行。甩带按现有方法即可。将合金铸锭压碎，并把一部分已压碎的合金铸锭作为母合金，放置于真空甩带机的石英管中；将真空甩带机的炉腔真空度调节到4×10-3pa时，启动无级调速电机，当铜辊的转速达到设定的速度时，接通感应线圈的电源，使石英管中的母合金熔化得到合金熔体；将高纯氩气瞬间填充到石英管中，从而在石英管和真空甩带机的炉腔内建立一个预先设定的压力差，在设定的压力差作用下，合金熔体由石英管喷嘴喷出，喷到铜辊的表面，迅速冷却成合金条带。铜辊的预设转速为2000-3500rpm，优选为2865rpm；石英管与真空甩带机炉腔之间形成的预设的压力差为0.03-0.05mpa，优选为0.04mpa。
12、根据本专利技术，优选的，步骤(2)中，腐蚀液是浓度为2-5mol/l的naoh水溶液。
13、根据本专利技术，优选的，步骤(2)中，化学脱合金化的温度为室温，化学脱合金化至反应体系无气泡产生。
14、根据本专利技术，优选的，步骤(2)中，清洗是分别依次使用超纯水和无水乙醇各清洗3-7遍。
15、根据本专利技术，优选的，步骤(2)中，干燥为真空干燥；真空干燥温度为40-80℃，优选为60℃；真空干燥时间为10-14小时。
16、上述纳米多孔单质金属co催化材料在催化过一硫酸盐(pms)降解废水中有机污染物中的应用。
17、根据本专利技术，优选的，有机污染物为双酚a(bpa)或/和苯酚。
18、本专利技术的技术特点及有益效果如下：
19、1、本专利技术制备方法将合金设计与脱合金化方法相结合，优选采用非自耗真空电弧炉精确控制合金成分以获得成分均匀的合金铸锭，然后经过真空甩带后得到合金条带，再通过脱合金技术除去al元素，从而把块体合金转变为纯净的纳米多孔单质金属co催化材料。得到的纳米多孔单质金属co催化材料具有高比表面积和丰富的活性位点，提高了催化剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纳米多孔单质金属Co催化材料，其特征在于，所述催化材料为具有纳米多孔结构的Co单质金属，其中纳米多孔的孔径为2-140nm，比表面积为40-50m2·g-1，具有磁性。
2.如权利要求1所述纳米多孔单质金属Co催化材料的制备方法，包括步骤：
3.根据权利要求2所述纳米多孔单质金属Co催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，金属Al和Co的原子比为88-96：4-12。
4.根据权利要求2所述纳米多孔单质金属Co催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，Al-Co合金条带的制备方法包括步骤：将金属Al和Co混合，经熔炼得到合金铸锭；合金铸锭经甩带得到Al-Co合金条带。
5.根据权利要求4所述纳米多孔单质金属Co催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下条件中的一项或多项：
6.根据权利要求2所述纳米多孔单质金属Co催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，腐蚀液是浓度为2-5mol/L的NaOH水溶液。
7.根据权利要求2所述纳米多孔单质金属Co催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中
8.根据权利要求2所述纳米多孔单质金属Co催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，清洗是分别依次使用超纯水和无水乙醇各清洗3-7遍。
9.根据权利要求2所述纳米多孔单质金属Co催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，干燥为真空干燥；真空干燥温度为40-80℃，优选为60℃；真空干燥时间为10-14小时。
10.如权利要求1所述纳米多孔单质金属Co催化材料在催化过一硫酸盐(PMS)降解废水中有机污染物中的应用；
...【技术特征摘要】
1.一种纳米多孔单质金属co催化材料，其特征在于，所述催化材料为具有纳米多孔结构的co单质金属，其中纳米多孔的孔径为2-140nm，比表面积为40-50m2·g-1，具有磁性。
2.如权利要求1所述纳米多孔单质金属co催化材料的制备方法，包括步骤：
3.根据权利要求2所述纳米多孔单质金属co催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，金属al和co的原子比为88-96：4-12。
4.根据权利要求2所述纳米多孔单质金属co催化材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，al-co合金条带的制备方法包括步骤：将金属al和co混合，经熔炼得到合金铸锭；合金铸锭经甩带得到al-co合金条带。
5.根据权利要求4所述纳米多孔单质金属co催化材料的制备方法，其特征在于，包括以下条件中的一项或多项：
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【专利技术属性】
技术研发人员：司聪慧，张欣雨，郭恩言，卢启芳，魏明志，韩秀君，陈顺伟，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：
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