[01926329]一种磷/氮掺杂颗粒活性炭及其制备方法和应用
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技术详细介绍
本发明在不添加额外的氮掺杂试剂的条件下 ，以花生壳等可再生、低成本、易获取 的生物质废弃物为前驱体 ，通过磷酸活化的自成型工艺制备了磷/氮掺杂颗粒活性炭 ，相比于传 统的粉末状杂原子掺杂碳催化剂 ，在掺杂杂原子的同时可以实现活性炭的自成型 ，大大简化了杂 原子掺杂颗粒活性炭的制备工艺 ，且能够简化催化剂的回收步骤。制备的颗粒活性炭具有发达的 微/介孔结构、大比表面积、优良的耐磨强度和丰富的磷、氮活性官能团 ，在相对温和的条件下 能够实现对5-羟甲基糠醛的选择性催化氧化。
产业化前景 ：与现有技术相比 ，本发明具有如下创新和优点：（ 1）通过磷酸活化的自成型过 程同时实现了活性炭的成型以及磷的掺杂 ，制备的颗粒活性炭具有发达的微/介孔结构、大比表 面积和优良的耐磨强度；（2）采用天然绿色的含氮生物质作为原料 ，可以在高温活化过程中可 以实现氮自掺杂 ，无需使用额外化学试剂作为氮源 ，可有效改善传统氮掺杂技术使用额外化学试 剂作为氮源的高成本和环境污染的缺陷 ，有利于磷/氮掺杂颗粒活性炭的大规模制备；（3）所制 得的颗粒活性炭具有丰富的磷、氮活性官能团 ，可作为5-羟甲基糠醛催化氧化的活性中心。 由于 掺杂的磷和氮官能团具有协同作用 ，极大地提高了碳材料的催化性能 ，使得颗粒活性炭可以在温 和的反应条件下（没有使用额外的助剂和高氧压）实现5-羟甲基糠醛高效、高选择性氧化。