[发明专利]一种制备非金属掺杂的碳材料催化还原水中稀硝酸的方法

权利要求书

1.一种制备非金属掺杂的碳材料催化还原水中稀硝酸的方法，其特征在于，所述的制备方法为：将非金属源试剂加入到一定体积分数的乙醇水溶液中，并在水浴条件下持续搅拌至非金属源试剂完全溶解或分散均匀后，称取一定量粉末状碳材料加入到上述混合溶液中，并在该条件下继续搅拌、老化一定时间后，放置于鼓风干燥箱中蒸干溶剂，最后将干燥后的碳材料放置于氮气气氛管式炉中煅烧，同时促进非金属源试剂的高温分解和在碳材料主体中的掺杂。

2.如权利要求1所述的一种制备非金属掺杂的碳材料催化还原水中稀硝酸的方法，其特征在于：所述的乙醇水溶液的浓度优选为30％～70％。

3.如权利要求1所述的一种制备非金属掺杂的碳材料催化还原水中稀硝酸的方法，其特征在于：所述的非金属源试剂优选为含硼的硼酸、硼氢化钠等试剂，或含氮的双氰胺、三聚氰胺等试剂中的至少一种。

4.如权利要求1所述的一种制备非金属掺杂的碳材料催化还原水中稀硝酸的方法，其特征在于：所述的水浴温度优选为40～80℃，老化时间优选为1～6h。

5.如权利要求1所述的一种制备非金属掺杂的碳材料催化还原水中稀硝酸的方法，其特征在于：所述的碳材料可以是活性炭、石墨烯、碳纳米管、碳纤维、介孔碳或石墨碳中的一种，颗粒尺寸优选为60～200目。

6.如权利要求1所述的一种制备非金属掺杂的碳材料催化还原水中稀硝酸的方法，其特征在于：所述的煅烧温度优选为500～1000℃，升温速率优选为2℃/min～10℃/min。

7.如权利要求1所述的一种制备非金属掺杂的碳材料催化还原水中稀硝酸的方法，其特征在于，所述碳材料与掺杂的非金属源试剂的质量比控制为2：1～10：1。

8.一种制备非金属掺杂的碳材料催化还原水中稀硝酸的方法，其特征在于：采用序批式气液接触反应釜作为反应装置。

9.如权利要求8所述的一种制备非金属掺杂的碳材料催化还原水中稀硝酸的方法，其特征在于：控制反应釜反应温度为60～80℃，反应压力为0.2～0.4MPa，搅拌速率为300～600rpm。

10.如权利要求8所述的一种制备非金属掺杂的碳材料催化还原水中稀硝酸的方法，其特征在于：气相中NO的体积分数优选为20％～40％，通气时间优选为60～180min，通入的NO总量为理论计算值的1～2倍。

11.如权利要求8所述的一种制备非金属掺杂的碳材料催化还原水中稀硝酸的方法，其特征在于：液相中甲醇质量分数为50％～80％，硝酸质量分数为2％～10％。

12.如权利要求8所述的一种制备非金属掺杂的碳材料催化还原水中稀硝酸的方法，其特征在于：反应釜中加入的反应液与催化剂的质量比优选为20：1～40：1。

13.如权利要求8～9所述的一种制备非金属掺杂的碳材料催化还原水中稀硝酸的方法，其特征在于：在上述条件下，与未掺杂的碳催化剂相比，非金属掺杂的碳催化剂可进一步增强对气相中NO气体的吸附和捕获，增加气液接触效率，从而进一步提高废水中的稀硝酸转化率。