[发明专利]一种Co@CoO/NCNT核壳型吸附剂的制备方法及应用

说明书

本发明属于吸附材料领域，公开了一种Co@CoO/NCNT核壳型吸附剂的制备方法及应用。将g‑C₃N₄加入到聚醚型非离子表面活性剂水溶液中，超声处理混合均匀，再加入硝酸钴溶液搅拌混合均匀，所得混合液经加热蒸发去除溶剂并烘干，固体物在N₂保护下升温至750～850℃焙烧处理，降温后将所得黑色蓬松产物经研磨，得到Co@CoO/NCNT核壳型吸附剂。本发明的制备原理简单，原料经济，可适用于大规模生产。所得Co@CoO/NCNT核壳型吸附剂用于去除罗丹明B具有吸附平衡时间极短，易磁性回收，可重复使用的特点，对低浓度的罗丹明B可达到完全去除的效果，在污水净化的应用中具有实际意义。

技术领域

本发明属于吸附材料领域，具体涉及一种Co@CoO/NCNT核壳型吸附剂的制备方法及应用。

背景技术

随着工业废水的随意排放及化肥农药的大面积使用，导致大面积地表水受到污染，甚至危及人类的饮用水和地下水。水体污染已经成为亟需解决的问题，而水污染主要是由化学物质过多或发生反应引起的，特别是有毒金属离子以及各种合成有机化学品。罗丹明B，一种具有鲜桃红色的人工合成的含氮工业染料，也被称为碱性玫瑰精。由于其本身具有很强的色度，被广泛用作纺织品和食品的着色剂和荧光水示踪剂，由于一些工厂废水处理不得当，大量印染废水排入河流中，包括罗丹明B，经过扩散和渗透，污染了地表水和地下水，造成地表水的富营养化，颜色污染。该化合物稳定性好、分子量大、废水色度高、生化性较差，对人和动物有致癌，生殖和发育毒性，神经毒性和慢性毒性。所以目前去除水体中的罗单明B是一项重要任务。

目前，有很多用于去除罗单明的方法，主要有化学氧化法(RSCAdvances2018,8(8),3934-3940)，光催化法(AppliedCatalysisB:Environmental2003,42(2),187-201)，电催化降解法(MaterialsResearchBulletin 2020,122)，吸附法(ArabianJournalofChemistry 2019,12(3),316-329)等。基于目前的发展状况，化学氧化法在去除污染物时会加入其他氧化剂，容易造成二次污染；光催化和电催化法在降解污染物的过程中会消耗光/电等人造能源。而吸附法操作简单，不会造成二次污染和能源消耗。

基于碳材料具有多孔，比表面积大，表面官能团丰富(-OH,-COOH等)的优势，常被应用于吸附各类污染物。研究表明，杂原子(N,P,S等)的掺杂能改变碳纳米管表面的电荷密度，增加缺陷和活性位点，更利于污染物与纳米管表面的官能团结合。但碳材料不易回收，阻碍了碳材料作为染料吸附剂的实际应用。因此，研发一种具有高去除率且可磁性回收再利用的吸附材料对实际应用尤为重要。钴作为一种常见的过渡金属，经常被引入碳材料中形成独特的包覆结构，在催化和电池领域有较多的应用，但材料结构比较单一，大多以包覆的球形为主。所以制备氮掺杂碳纳米管，并探究钴加入时产生的催化作用，在扩展材料应用方面具有实际的意义。

发明内容

针对以上现有技术存在的材料结构单一，吸附应用较少的缺陷，本发明的首要目的在于提供一种Co@CoO/NCNT核壳型吸附剂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的Co@CoO/NCNT核壳型吸附剂。

本发明的再一目的在于提供上述Co@CoO/NCNT核壳型吸附剂在印染废水吸附处理中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种Co@CoO/NCNT核壳型吸附剂的制备方法，包括如下制备步骤：