【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境纳米材料，具体是一种用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳气凝胶及其制备方法。
技术介绍
1、工业废水由于其成分复杂、毒性高、难处理等特点，被认为是难处理的水体之一。预计到2050年底，工业生产部门用水需要将占用全球淡水资源的四分之一。各行各业排放的废水，预估每年的水量为3600亿平方米，至2050年底将增加51％。不同行业产生的废水成分不同，如果处理水平不达标，可能破坏水生态系统，处理废水需要经济支持和先进设施进行辅助。硝基类化合物由于其毒性、难降解、易累积等特点备受关注，其中4-硝基苯酚(4-np)作为工业生产中医药、皮革、染料等化学品的中间体广泛出现在生活中，已经被美国环保局(epa)认定为不可生物降解的污染物。若是对4-np的处理不及时，将会导致水生态系统的严重破坏。因此，找到合适的方法降解4-np迫在眉睫。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳气凝胶及其制备方法，主要是通过冷冻干燥技术和热解技术，将金属有机骨架材料(mofs)ffpba与ce共同掺杂，混合琼脂糖(ag)制备成三元共生的碳气凝胶(ffpba-c/ag-ca-ce)。该碳气凝胶具有良好的机械强度，具有优异的催化活性，能够高效去除4-硝基苯酚，且易于回收，不会对环境造成二次污染。
2、一种用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳气凝胶的制备方法，具体包括以下步骤：
3、(1)制备ffpba纳米粒子；
4、(2)将f
5、(3)将步骤(2)得到的混合液进行冷冻，然后在真空条件下，利用冷冻干燥机处理，得到ffpba/ag气凝胶；
6、(4)在氮气氛围下，将步骤(3)得到的ffpba/ag气凝胶进行热解，获得ffpba/ag-ca的碳气凝胶；
7、(5)将步骤(4)得到的ffpba/ag-ca的碳气凝胶浸泡到硝酸铈溶液中，在60℃条件下，等待液体完全挥发，即得到ffpba/ag-ca-ce，之后在氮气氛围下，将ffpba/ag-ca-ce热解，最终得到ffpba-c/ag-ca-ce碳气凝胶材料，即三元碳气凝胶。
8、进一步的，步骤(1)中制备ffpba纳米粒子具体如下：将15.2g聚乙烯吡咯烷酮(pvp)放入200ml去离子水中，待完全溶解后加入1.8ml浓盐酸，搅拌10min，得到溶液a；将0.44g k4[fe(cn)6]·3h2o加入溶液a中搅拌5min，得到混合溶液；将混合溶液倒入有聚四氟乙烯(ptfe)内衬的反应釜中，在80℃下加热24h进行水热反应，加热结束后自然冷却，得到fe-fepba混合液；将fe-fepba混合液通过离心，实现固液分离，弃去上层液体，将得到的固体用去离子水和无水乙醇洗涤3次，得到fe-fepba纳米粒子，即ffpba纳米粒子；
9、进一步的，步骤(2)中利用超声使ffpba纳米粒子分散到去离子水中。
10、其中，步骤(2)在常温下进行。
11、进一步的，步骤(4)中热解是在800-900℃下热解3h。
12、进一步的，步骤(5)中热解是在800-900℃下热解3h。
13、进一步的，步骤(5)中所述硝酸铈溶液的浓度为25mm；液体完全挥发是指肉眼观察到干燥至材料无水分且材料明显处于干燥状态，即材料会因为失去水分而呈现块状。
14、本专利技术还提供一种按照上述制备方法所得到的4-硝基苯酚高效去除的三元碳气凝胶及该三元碳气凝胶在4-硝基苯酚去除中的应用。
15、进一步的，所述三元碳气凝胶在4-硝基苯酚去除中的应用，是将三元碳气凝胶(即ffpba-c/ag-ca-ce碳气凝胶材料)和过硫酸氢钾(pms)分别加入含4-硝基苯酚的溶液中进行反应，所述三元碳气凝胶用于催化过硫酸氢钾降解4-硝基苯酚。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、本专利技术制备方法更加简单快捷。最重要的是，所利用的琼脂糖，属于生物质材料，能够更好的适应环境的变化，在不同环境中能展示出更好的适应性。最终所合成的复合材料，不仅具有良好的机械强度，优异的催化活性，能够高效去除4-硝基苯酚，而且易于回收，不会对环境造成二次污染。
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1.一种用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳气凝胶的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中制备FFPBA纳米粒子具体如下：将15.2g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)放入200mL去离子水中，待完全溶解后加入1.8mL浓盐酸，搅拌10min，得到溶液A；将0.44g K4[Fe(CN)6]·3H2O加入溶液A中搅拌5min，得到混合溶液；将混合溶液倒入有聚四氟乙烯(PTFE)内衬的反应釜中，在80℃下加热24h进行水热反应，加热结束后自然冷却，得到Fe-FePBA混合液；将Fe-FePBA混合液通过离心，实现固液分离，弃去上层液体，将得到的固体用去离子水和无水乙醇洗涤3次，得到Fe-FePBA纳米粒子，即FFPBA纳米粒子。
3.如权利要求1所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中利用超声使FFPBA纳米粒子分散到去离子水中。
4.如权利要求1所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(4
5.如权利要求1所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述硝酸铈溶液的浓度为25mM。
6.如权利要求1所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳气凝胶的制备方法，其特征在于步骤(5)中热解是在800-900℃下热解3h。
7.如权利要求1-6任一所述制备方法所得到的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳气凝胶。
8.如权利要求7所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳气凝胶在4-硝基苯酚去除中的的应用。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，将所述三元碳气凝胶及过硫酸氢钾分别加入含4-硝基苯酚的溶液中进行反应，所述三元碳气凝胶用于催化过硫酸氢钾降解4-硝基苯酚。
...【技术特征摘要】
1.一种用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳气凝胶的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中制备ffpba纳米粒子具体如下：将15.2g聚乙烯吡咯烷酮(pvp)放入200ml去离子水中，待完全溶解后加入1.8ml浓盐酸，搅拌10min，得到溶液a；将0.44g k4[fe(cn)6]·3h2o加入溶液a中搅拌5min，得到混合溶液；将混合溶液倒入有聚四氟乙烯(ptfe)内衬的反应釜中，在80℃下加热24h进行水热反应，加热结束后自然冷却，得到fe-fepba混合液；将fe-fepba混合液通过离心，实现固液分离，弃去上层液体，将得到的固体用去离子水和无水乙醇洗涤3次，得到fe-fepba纳米粒子，即ffpba纳米粒子。
3.如权利要求1所述的用于4-硝基苯酚高效去除的三元碳气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中利用超声...
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