【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光催化剂材料，具体涉及一种钯单原子催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、高级氧化技术依托于现代电、磁、声、光等科技手段，生成具有强氧化能力的自由基或带电离子，将废水中的有机污染物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成为co2和h2o。芬顿（fenton）过程是一种利用h2o2和fe2+离子反应产生羟基自由基（•oh）的高级氧化技术，被广泛应用于废水处理领域。然而，传统的fenton过程需要消耗大量的h2o2作为氧化剂，面临h2o2在储存和运输中的安全隐患；fe3+向fe2+的转变是缓慢的速率控制步骤，限制了fenton反应效率；所生成的•oh具有亲电性，与具有强化学键的芳香类有机物反应活性低，导致有机物难以被有效地矿化，处理效果不佳。
2、基于原位光合成h2o2的自fenton过程（psf）作为一种新型高级氧化技术，具有氧化能力强、反应条件绿色温和等优点，为难降解有机废水的深度处理提供了一种新思路。通过原位光合成h2o2，避免了传统fenton过程中需要大量消耗h2o2的问题，降低了操作成本并改善安全性。psf过程中，光催化剂表面产生的电子和空穴参与反应，可以加速fe3+到fe2+的转化，并有助于矿化有机污染物，促进将其完全氧化为co2和h2o等无机物质。基于原位光合成h2o2的psf过程能够协同光催化和fenton反应的优势，显著提高有机污染物的降解效率，但设计高性能光催化剂仍然具有挑战性。
3、国内外学者开展了大量研究，构建了各种光催化剂，利用元素掺杂、异质结工程等策略来提
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对现有技术的上的不足，提供了一种钯单原子催化剂及其制备方法和应用，利用pd单原子具有更高的分散性和100%的原子利用率，使催化剂在更低的pd载量下达到更好的催化效果。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：
3、本专利技术的第一目的是提供钯单原子催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、将四(4-羧苯基)卟吩在弱酸性的环境下进行反应，自组装形成纳米片材料，得到前驱体x；
5、s2、将前驱体x和醋酸钯在溶剂中进行反应，经过离心、洗涤和干燥后，得到钯单原子催化剂。
6、进一步的，步骤s1中，利用四(4-羧苯基)卟吩在弱酸性的环境下进行反应，在130℃下的密闭反应器中搅拌反应至少48h。
7、进一步的，步骤s2中，所述溶剂为二氯甲烷。
8、进一步的，四(4-羧苯基)卟吩与醋酸钯的质量比为1.2：（10~30）。
9、本专利技术的第二目的是提供一种采用上述的制备方法制备得到的钯单原子催化剂。
10、进一步的，钯原子占催化剂的质量百分含量为0.53%~1.45%。
11、本专利技术的第三目的是提供上述的钯单原子催化剂在利用日光合成过氧化氢中的应用。
12、进一步的，所述日光的强度为100 mw/cm2。
13、本专利技术的第四目的是提供上述的钯单原子催化剂在去除水体中污染物的应用。
14、进一步的，所述污染物包括双酚a、4-氯苯酚、罗丹明b和环丙沙星中的任一种。
15、与现有技术比较，本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：
16、（1）本专利技术提供了一种钯单原子催化剂的制备方法，利用四(4-羧苯基)卟吩在弱酸性的环境下进行反应，自组装成形成纳米片材料，然后利用纳米片材料表面的羧基捕获pd离子，二价pd离子（pd2+）将羧基的h+置换下来，羧酸根离子与置换下来的h+结合形成醋酸，这个过程遵循强酸制弱酸的原理，反应不可逆，形成pd单原子，进而实现pd单原子的负载。
17、（2）本专利技术提供的钯单原子催化剂，pd单原子与纳米片材料直接键合，具有更短的电子转移路径，可以极大的提高催化剂的电子空穴分离效率。
18、（3）本专利技术提供的钯单原子催化剂，pd单原子与基底材料直接键合，形成介于0和+2的中间价态，其特殊的电子结构有助于调制底物的吸附，提高催化效率和选择性。
19、（4）本专利技术提供的钯单原子催化剂，pd单原子具有更高的分散性和100%的原子利用率，使催化剂在更低的pd载量下达到更好的催化效果。
20、（5）本专利技术提供的制备方法所需原料成本较低，过程操作简单，符合环保要求，而且该材料在光催化领域的应用前景可观。
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1.一种钯单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，利用四(4-羧苯基)卟吩在弱酸性的环境下进行反应，在130℃下的密闭反应器中搅拌反应至少48h。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述溶剂为二氯甲烷。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，四(4-羧苯基)卟吩与醋酸钯的质量比为1.2：（10~30）。
5.一种采用如权利要求1-4中任一项所述的制备方法制备得到的钯单原子催化剂。
6.如权利要求5所述的钯单原子催化剂，其特征在于，钯原子占催化剂的质量百分含量为0.53%~1.45%。
7.一种如权利要求5或6中所述的钯单原子催化剂在利用日光合成过氧化氢中的应用。
8. 如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述日光的强度为100 mW/cm2。
9.一种如权利要求5或6中所述的钯单原子催化剂在去除水体中污染物的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述污染物包括双酚A、
...【技术特征摘要】
1.一种钯单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，利用四(4-羧苯基)卟吩在弱酸性的环境下进行反应，在130℃下的密闭反应器中搅拌反应至少48h。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述溶剂为二氯甲烷。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，四(4-羧苯基)卟吩与醋酸钯的质量比为1.2：（10~30）。
5.一种采用如权利要求1-4中任一项所述的制备方法制备得到的钯单原子...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨华伟，牛浩，陈厚，谢素婷，尹坤，柏良久，魏东磊，杨丽霞，
申请(专利权)人：鲁东大学，
类型：发明
国别省市：
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