[发明专利]带有污染物分子印迹的铁-碳气凝胶电Fenton阴极及其制备

权利要求书

1.带有污染物分子印迹的铁-碳气凝胶电Fenton阴极的制备方法，其特征在于，该方法是将DMP分子印迹活性位点和纳米零价铁同时原位3D嵌入式生长到碳气凝胶矩阵中，后依次通过CO₂活化、N₂活化，即制得所述的铁-碳气凝胶电Fenton阴极；

该方法具体包括以下步骤：

步骤(1)：称取适量的间苯二酚、甲醛及碳酸钠，加入到水中，搅拌混合均匀，制得前驱体溶液；

步骤(2)：向步骤(1)制得的前驱体溶液中加入铁盐及DMP模板分子，搅拌混合均匀，注入容器中，密封，DMP模板分子的加入量为200～20000ppm，加入的铁盐中金属Fe与总碳的质量比为1.5～3.5:1；

步骤(3)：将步骤(2)密封的容器于20～30℃条件下，恒温反应24～30小时，于40～50℃条件下，恒温反应24～30小时，再于85～90℃条件下，恒温反应70～75小时，生成带有目标污染物分子印迹的铁-碳湿凝胶，将铁-碳湿凝胶于室温条件下浸渍于丙酮中3～5天，每天更换一次丙酮，用以置换铁-碳湿凝胶中的水，待浸渍完成后，于室温条件下干燥2～3天，获得结构完整的铁-碳干凝胶；

步骤(4)：将步骤(3)制得的带有目标污染物分子印迹的铁-碳干凝胶置于管式炉中，在N₂气氛下，进行煅烧，随后冷却至室温，即制得铁-碳气凝胶电Fenton阴极；

步骤(5)：将步骤(4)制得的铁-碳气凝胶电Fenton阴极置于管式炉中，在CO₂气氛下，进行CO₂活化热处理，随后冷却至室温，制得CO₂活化铁-碳气凝胶电极；

步骤(6)：再将步骤(5)制得的CO₂活化铁-碳气凝胶电极置于管式炉中，在N₂气氛下，进行N₂活化热处理，随后冷却至室温，即制得活化后的铁-碳气凝胶电Fenton阴极。

2.根据权利要求1所述的带有污染物分子印迹的铁-碳气凝胶电Fenton阴极的制备方法，其特征在于，步骤(5)中CO₂活化热处理的条件为：在CO₂流速为30～40mL/min的CO₂气氛下，以3-5℃/min的速率升温至830～850℃，恒温1～2小时，然后以3-5℃/min的速率降至室温，即可。

3.根据权利要求1所述的带有污染物分子印迹的铁-碳气凝胶电Fenton阴极的制备方法，其特征在于，步骤(6)中N₂活化热处理的条件为：在N₂流速为100～150mL/min的N₂气氛下，以4～5℃/min的速率升温至830～870℃，恒温1～2小时，然后以4～5℃/min的速率降至室温，即可。

4.根据权利要求1所述的带有污染物分子印迹的铁-碳气凝胶电Fenton阴极的制备方法，其特征在于，步骤(1)中间苯二酚、甲醛、水及碳酸钠的摩尔比为1:2:16-18:0.0008。

5.采用权利要求1-4任一项所述的方法制备而成的带有污染物分子印迹的铁-碳气凝胶电Fenton阴极。

6.根据权利要求5所述的带有污染物分子印迹的铁-碳气凝胶电Fenton阴极，其特征在于，该铁-碳气凝胶电Fenton阴极用于电吸附和催化氧化降解污染物的反应温度为25-30℃，pH范围为5～7。