[发明专利]载钴有序介孔碳材料的制备方法及其在催化Oxone降解罗丹明B废水中的应用

说明书

本发明公开了一种载钴有序介孔碳材料的制备方法及其在催化Oxone降解罗丹明B废水中的应用，属于介孔碳材料的合成及有机废水处理技术领域。本发明的技术方案要点为：以三聚氰胺为氮源，以F127为模板剂，采用水热法通过间苯二酚与甲醛的缩聚反应制备三聚氰胺‑酚醛树脂球，再经过高温焙烧得到介孔碳载体，然后与硫酸钴溶液进一步通过水热反应合成载钴有序介孔碳材料，随着原料比例的变化可以得到一系列不同载钴量的载钴有序介孔碳材料，从而有效提高催化Oxone降解废水中罗丹明B的效率。本发明制得的载钴有序介孔碳材料可以有效去除水体中的罗丹明B，去除量大，吸附能力大，去除效率高，操作简便，不溶于水体中可回收利用，具有良好的吸附催化性能。

技术领域

本发明属于介孔碳材料的合成及有机废水处理技术领域，具体涉及一种载钴有序介孔碳材料的制备方法及其在催化Oxone降解罗丹明B废水中的应用。

背景技术

罗丹明B通常被用于工业染色以及在化学或生物实验室中用于化学分析。因此，纺织、印染、造纸、制革等工业生产以及实验室长期排放含有罗丹明B的废水，对水体造成污染并具有很高的毒性、致癌性和水溶性。罗丹明B在光照条件下容易降解形成芳香胺等中间产物，严重危害到水生生物的正常代谢，会对水质产生巨大的影响。

碳材料是一种较普遍且较特殊的材料，它既可以形成硬度较大的金刚石，也可以形成质地较软的石墨。二十世纪八十年代以来，对碳纳米材料的研究一直都是科技创新的前沿课题，现已形成了从零维的富勒烯、一维的碳纳米管（CNTs）、二维的石墨烯到三维的金刚石和石墨的完整体系，其中介孔碳材料（孔径2-50nm），由于具有高比表面积、水热稳定性、导电性、疏水亲有机物特性等性质，在分离吸附、催化电化学、生物医药、环境等领域都有很重要的应用价值。

Oxone/Co2+氧化技术是一种利用体系中产生的硫酸根自由基（SO4•-）氧化分解废（污）水中的有机污染物质的高级氧化技术，该技术具有操作简便、适应废水的pH范围宽、降解效率高等显著优点，在有机化学品、垃圾渗滤液、染料废水等难降解有机污染废水的处理中，取得了良好的效果。

在Co2+/Oxone氧化体系中，Co2+作为催化剂能够促使SO4•-自由基的大量生成，从而保证氧化反应的顺利进行，但是，钴属于重金属元素，对生态环境和人类健康具有潜在的危害作用。因此，为了避免Co2+的二次污染，在本发明中，制备出载钴有序介孔碳材料这种复合催化剂来对Co2+进行有效利用和回收。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种步骤简单且成本低廉的载钴有序介孔碳材料的制备方法及其在催化Oxone降解罗丹明B废水中的应用，制得的载钴有序介孔碳材料比表面积和孔体积均较大，其在降解罗丹明B废水的过程中不产生有毒有害副产物且可回收利用。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，载钴有序介孔碳材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：