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科学家制备出廉价单原子材料 可使有机污染物降解率达九成
2021-09-22 10:01:00  来源:科技日报  
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(记者 张宣) 近日,记者从中国科学院南京土壤研究所研究员王玉军团队了解到,团队制备出了低价、绿色的咖啡生物炭基钴单原子材料,可降解多种有机污染物,降解率高达90%~100%,为单原子的廉价合成以及实际应用提供了一个新的视角。

单原子材料是近十年来兴起的一种新型材料,是将金属以单个原子的形式均匀分散在碳材料等基质上,形成“葡萄干-面包”样结构,单分散的金属原子就像“葡萄 干”一样散布于“面包”基质中,作为反应活性中心,具有100%的原子利用率。“由于特殊的量子尺寸、边界效应与极高的配位不饱和度,单原子材料在诸多领 域具有广泛的应用前景和实用价值。” 王玉军介绍,单原子材料的制备方法中,金属有机骨架材料(MOF)的热解是重要的途径之一,但是复杂的制备工艺与高昂的制造成本限制了单原子材料的实际应 用。

王玉军团队发现,咖啡渣与MOF材料有相似的元素组成,都具有非常大的比表面积和三维孔道结构,因此是一种潜在的碳基单原子材料的制备前驱体。团队利用简 单的可溶性钴盐浸泡后热解的方法,制备出了低价、绿色的咖啡生物炭基钴单原子材料。相关研究证明,这种钴单原子材料中,钴是以Co-N3S1的方式锚定在 生物炭基底上。该单原子材料表现出了极高的活化过硫酸盐(PMS)降解有机污染物的能力,可以降解多种有机污染物,降解率高达90%以上。

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责编:梅源
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