一种绿色可循环利用的金属氧化物镶嵌有序介孔碳粒子电极的制备方法及应用与流程

技术特征：
1.一种绿色可循环的低廉金属氧化物镶嵌有序介孔碳粒子电极的制备方法及其应用，其特征在于：s1采用一锅骨架杂化法将低廉金属氧化物嵌入有序介孔碳的孔道内；s2水浴搅拌洗涤后所得的混合物在保护气中碳化得到改性有序介孔碳；s3通过聚乙烯醇和柠檬酸制备粘结剂，将改性有序介孔碳制成颗粒电极；s4所制备的低廉金属氧化物镶嵌有序介孔碳粒子电极可应用于各类三维电化学反应器中降解常见或难降解污染物。2.根据权利要求1所述的低廉金属氧化物镶嵌有序介孔碳粒子电极的制备方法，其特征在于：所述的低廉金属氧化物可为nio、ceo2、mno2、feo、mgo、al2o3和cao等中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的低廉金属氧化物镶嵌有序介孔碳粒子电极的制备方法，其特征在于：所述s1有序介孔碳的模板前驱体为：f127、p123、mcm
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41、sba15、f108和kit
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6等中的一种。4.根据权利要求1所述的低廉金属氧化物镶嵌有序介孔碳粒子电极的制备方法，其特征在于：所述s1保护气为氮气或氩气中的一种，煅烧温度的第一段为200～300℃，第二段为600～900℃，升温速率1～5℃，退火时间6～8h。5.根据权利要求1所述的低廉金属氧化物镶嵌有序介孔碳粒子电极的制备方法，其特征在于：所述s3有序介孔碳粉末和粘结剂的比例为0.1～1，粘结成3～5mm的颗粒，自然晾干。6.根据权利要求1所述的低廉金属氧化物镶嵌有序介孔碳粒子电极，该材料中，金属氧化物在有序介孔碳的孔道和孔隙中分散均匀且稳定，比表面积300～500m2/g，孔径2～7nm，电子转移能力强，电化学活性高。7.根据权利要求1所述的低廉金属氧化物镶嵌有序介孔碳粒子电极的应用，其特征在于：制备的改性有序介孔碳粒子电极可应用于光催化、电催化和电还原等电化学技术或与臭氧、生物法等联用的工艺领域中。8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述的工艺领域中的常见污染物如苯酚、双酚a、亚甲基蓝、苯胺、罗丹明b和丙酮等或难降解污染物如卡马西平、诺氟沙星、六六六和磺胺甲噁唑等去除率均可达100％。

技术总结
本发明公开一种绿色可循环利用的低廉金属氧化物嵌入孔道骨架杂化修饰有序介孔碳的粒子电极制备方法及应用。以低廉金属氧化物(如NiO、CeO2、MnO2、FeO、MgO、Al2O3和CaO)等中的一种或多种嵌入有序介孔碳的孔道及孔隙结构中，通过粘结剂制成粒子电极，可应用于各类三维电化学反应器中，属于电催化材料应用领域。该方法制备的粒子电极处理效率高且不易堵塞孔径，可多次循环并长时间运行。利用本发明的粒子电极结合三维电化学反应装置处理苯类和酚类等高盐/高浓度有机废水，污染物去除率为100％，COD去除率为96％，循环使用1000次后，污染物降解效率依然可达98％以上。本发明粒子电极制备方法简单、适用范围广且处理能力强，是一种可规模化应用且有前景的电化学材料。一种可规模化应用且有前景的电化学材料。一种可规模化应用且有前景的电化学材料。


技术研发人员：王辉 石冰钰 卞兆勇
受保护的技术使用者：北京林业大学
技术研发日：2021.09.22
技术公布日：2021/11/30