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负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵 合金的纳米颗粒催化剂及其制备方法和应用

阅读：934发布：2020-05-12

专利汇可以提供负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒催化剂及其制备方法和应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒催化剂及其制备方法和应用，该催化剂以活性炭或矿物材料为基体，基体的表面负载有CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金纳米颗粒，其中催化剂的质量含量为90～97wt％。负载于载体上的CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金纳米颗粒分布均匀、负载量可控、催化性能优异，高熵合金颗粒与基体在纳米尺度上形成原电池效应，使得催化降解偶氮染料的性能得到大幅度提升。，下面是负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒催化剂及其制备方法和应用专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种负载CoCr（Mn/Al）FeNi 高熵合金的纳米颗粒催化剂，其特征在于：以多孔活性炭或矿物材料为基体，基体的表面负载有CoCrMnFeNi或CoCrAlFeNi高熵合金纳米颗粒，其中，基体的质量含量为90～97wt%。
2.根据权利要求1所述的负载CoCr（Mn/Al）FeNi 高熵合金的纳米颗粒催化剂，其特征在于：所述CoCrMnFeNi或CoCrAlFeNi高熵合金纳米颗粒按照质量百分比，由以下元素组成：
16.28～21.08wt%的Co、9.65～23.84wt%的Cr、17.64～26.39wt%的Mn或24.88～29.46wt%的Al、17.99～23.49wt%的Fe，余量为Ni。
3.根据权利要求1或2所述的负载CoCr（Mn/Al）FeNi 高熵合金的纳米颗粒催化剂，其特征在于：所述矿物材料为磷酸盐陶瓷或硅藻土。
4.根据权利要求3所述的负载CoCr（Mn/Al）FeNi 高熵合金的纳米颗粒催化剂，其特征在于：所述CoCr（Mn/Al）FeNi 高熵合金纳米颗粒的形状为球状，其粒径为34～338nm。
5.一种权利要求1所述的负载CoCr（Mn/Al）FeNi 高熵合金的纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，首先取基体，反复用去离子水超声波震荡清洗，过滤后于45～55℃下烘干12～
24h，得到备用基体；
步骤2，取金属硝酸盐前驱体，包括Co(NO3)2·6H2O、Cr(NO3)3·9H2O、Mn(NO3)2·4H2O或Al(NO3)3·9H2O、Fe(NO3)3·9H2O和Ni(NO3)2·6H2O，并加入乙醇溶液将其溶解，得到前驱体溶液；
步骤3，将步骤1得到的备用基体在步骤2得到的前驱体溶液中浸渍4～8h用旋转蒸发仪真空蒸馏除去多余乙醇溶液，然后置于干燥箱中，于50～60℃下烘干24～36h；
步骤4，通过煅烧使得金属硝酸盐在还原保护气体下高温下分解，浸渍沉积得到负载CoCr（Mn/Al）FeNi 高熵合金的纳米颗粒催化剂。
6.根据权利要求5所述的负载CoCr（Mn/Al）FeNi 高熵合金的纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，真空蒸馏时，通过水浴加热至温度30～40℃，转速为100～
150r/min。
7.根据权利要求5所述的负载CoCr（Mn/Al）FeNi 高熵合金的纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于：通过调节各金属硝酸盐前驱体的摩尔比，进而控制CoCr（Mn/Al）FeNi 高熵合金纳米颗粒中各元素的质量比。
8.根据权利要求5所述的负载CoCr（Mn/Al）FeNi 高熵合金的纳米颗粒催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤4中，还原保护气体为体积含量为95%氩和5%氢的混合气体；煅烧温度为950～1000℃，时间为2.5～3h。
9.权利要求1所述的负载CoCr（Mn/Al）FeNi 高熵合金的纳米颗粒催化剂在印染污水催化降解中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述印染污水催化降解中，调节pH为2～
9，反应温度为25～55℃，磁力搅拌器转子转速1000～1500r/min。

说明书全文

负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵 合金的纳米颗粒催化剂及其制备

方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒催化剂及其制备方法和应用，属于含偶氮染料印染污水降解处理的领域。

背景技术

[0002] 偶氮染料在工业领域上有着广泛的应用，但由于其中的芳烃和杂环大分子化合物难以在自然条件下降解导致水体污染，如何持续高效、低成本地降解矿化偶氮染料双键结构(-N＝N-和–N＝O-)仍然是一个巨大的挑战。

[0003] 近年来关于净化污水的方法有很多，物理过程包括薄膜分离和活性炭吸附技术，利用细菌生物降解，零价铁、光催化、臭氧以及Fenton反应等化学方法。在均相催化中，溶质物质作为唯一的催化剂具有很高的催化效率，但由于很难回收循环使用很容易造成二次污染。零价铁作为一种活泼的还原剂，具有较低的电极电位，可以通过吸附、凝聚、共沉淀去除水中污染物，但存在生产成本高昂、稳定性差以及具有毒性等缺点。

[0004] 载体是负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒催化剂的重要组成部分，好的催化剂既能减少金属盐前驱体的用量，降低催化剂成本，又能提高多主元金属催化剂的活性比表面积和稳定性，延长催化剂使用寿命。同时，载体的性质对活性组分的状态、催化活性及选择性也产生重要影响。本专利采用催化剂为活性炭、磷酸盐陶瓷以及硅藻土，以上三种载体均取得了较好的催化降解效果。

[0005] 公开号为CN 107299362 A的中国专利公开了“一种活性炭负载钴镍合金材料的制备方法及其电化学应用”，该方法是将活性炭浸渍于钴源与镍源的前驱体溶液中并在氮气下进行热处理得到活性炭负载钴镍合金材料。但是该方法所制备的材料为双金属负载，存在局限性。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒催化剂及其制备方法和应用，负载于催化剂上的CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金纳米颗粒分布密集、负载量可控、催化性能优异，高熵合金颗粒与活性炭或矿物材料负载基体在纳米尺度上形成原电池效应，使得催化降解偶氮染料的性能得到大幅度提升。

[0007] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

[0008] 一种负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒催化剂，以活性炭或矿物材料为基体，基体的表面负载有CoCrMnFeNi或CoCrAlFeNi高熵合金纳米颗粒，其中，基体的质量含量为90～97wt％。

[0009] 所述CoCrMnFeNi或CoCrAlFeNi高熵合金纳米颗粒按照质量百分比，由以下元素组成：16.28～21.08wt％的Co、9.65～23.84wt％的Cr、17.64～26.39wt％的Mn或24.88～ 29.46的Al、17.99～23.49wt％的Fe，余量为Ni。

[0010] 所述矿物材料为磷酸盐陶瓷或硅藻土。具有发达的孔隙、热力学稳定等性质。

[0011] 所述CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金纳米颗粒的形状为球状，其粒径为34～338nm。

[0012] 一种负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0013] 步骤1，首先取基体，用去离子水反复超声波震荡清洗，过滤后于45～55℃下烘干 12～24h，得到备用基体；

[0014] 步骤2，采用浸渍法制备CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金纳米颗粒，取金属硝酸盐前驱体，包括Co(NO3)2·6H2O、CrN3O9·9H2O、MnN2O6·4H2O或Al(NO3)3·9H2O、FeN3O9·9H2O 和Ni(NO3)2·6H2O，并加入乙醇溶液将其溶解，得到前驱体溶液；

[0015] 步骤3，将步骤1得到的备用基体在步骤2得到的前驱体溶液中浸渍4～8h用旋转蒸发仪真空蒸馏除去多余乙醇溶液溶液，然后置于干燥箱中，于50～60℃下烘干24～ 36h；

[0016] 步骤4，通过煅烧使得金属硝酸盐在还原保护气体下高温下分解，浸渍沉积得到负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒催化剂。

[0017] 所述步骤3中，真空蒸馏时，通过水浴加热至温度30～40℃，转速为100～150r/min。

[0018] 通过调节各金属硝酸盐前驱体的摩尔比，进而控制CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金纳米颗粒中各元素的质量比。

[0019] 所述步骤4中，还原保护气体为体积含量为95％氩和5％氢的混合气体；煅烧温度为 950～1000℃，时间为2.5～3h。

[0020] 本发明的负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒催化剂能够应用于印染污水催化降解中。所述印染污水催化降解中，调节PH为2～9，反应温度为25～55℃，磁力搅拌器转子转速1000～1500r/min。

[0021] 本发明的原理是：传统活性炭负载金属颗粒仅有单金属或双金属负载，通过增加金属对污染物的结合能力来相应提高活性炭吸附降解能力。高熵合金为5种及以上金属元素等比例混合得到的新型体系，对比传统合金，其多金属纳米尺度上的混合使得生成的高熵纳米颗粒的混合熵达到最大。由于高熵合金具有高熵效应、鸡尾酒效应、迟滞和扩散效应和晶格畸变效应，高的混合熵促织各组元元素自由无序地分布，有利于形成简单的无基元固溶体，且多组元倾向于混乱排列，多元合金通过高熵诱导形成单一固溶体使组元均匀分布来裁剪其催化能力，形成大量新的活性中心提高负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金纳米颗粒催化剂在氧化还原反应中作为催化剂的电子转移能力。高熵合金纳米颗粒将多种金属元素引入纳米粒子中，提供了可能超过单元素(或两元)纳米粒子的材料性能，形成大量新的活性中心，显著提高了在氧化还原反应中作为催化剂的电子转移能力，具有广泛的应用前景，负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金纳米颗粒催化剂对比原始活性炭、磷酸盐陶瓷或硅藻土载体单纯吸附偶氮染料性能得到大幅度提升。

[0022] 有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

[0023] (1)高熵合金对比传统合金，其中多金属纳米尺度上的均匀混合使得生成固高熵合金纳米颗粒的混合熵达到最大。高熵合金纳米颗粒将多种金属元素加入到单个纳米产品中，提供了可能超过单元素(或一元)纳米粒子的材料性能，负载CoCr(Mn/Al)FeNi 高熵合金的纳米颗粒催化剂对比原始活性炭、磷酸盐陶瓷或硅藻土载体单纯地吸附偶氮染料褪色性能得到大幅度提升。

[0024] (2)该负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒催化剂的制备设备简单，操作简便，只需在金属盐前驱体中浸渍沉积并通过煅烧即可制得。

[0025] (3)该催化降解偶氮染料技术类型的原理为氧化还原反应，不同于Feton反应及类Feton反应需要在酸性条件下进行，避免了对反应后酸性溶液的再次处理，降低了成本。

[0026] (4)本发明制备的材料为环境友好型材料，成本低廉，稳定性高，通过对废弃染料污水的降解实现了资源的整合利用，此外，原料选材简单，可用于大规模的工业生产。

[0027] (5)本发明的制备方法中，在浸渍过程中运用旋转蒸发仪使得浸渍更加充分、负载均匀。此外，不同于现有技术，在热处理过程中通入氩、氢(95％氩气，5％氢气)作为还原保护气体至关重要，有利于形成多元素高熵合金的纳米颗粒。

[0028] (6)不同于单金属与双金属负载，多主元素高熵合金其复杂性提供了多种不同元素成分组成，每种不同组分的纳米颗粒都具有潜在的独特性质。五种及其以上主元的高熵合金纳米颗粒形成了单一固溶体的FCC相且具有极高的活性，从而克服了单一元素或双元素的局限性。这是由于高熵效应，组元增加导致混合熵增加使得单相稳定，晶格畸变与迟滞扩散效应阻碍了由金属间相组成的非均质多相合金的形成。附图说明

[0029] 图1是本发明实施例1制备的负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金纳米颗粒活性炭不同负载量的XRD衍射图谱；

[0030] 图2是本发明实施例1制备的负载CoCrMnFeNi高熵合金纳米颗粒活性炭的扫描电镜(6000倍)；

[0031] 图3是本发明实施例3制备的负载CoCrAlFeNi高熵合金纳米颗粒硅藻土的扫描电镜(30000倍)；

[0032] 图4是本发明实施例1制备的负载CoCrMnFeNi高熵合金纳米颗粒活性炭的透射电镜；

[0033] 图5是本发明实施例1制备的负载CoCrMnFeNi高熵合金纳米颗粒活性炭对亚甲基蓝偶氮染料溶液催化效率后扫描电镜(40000倍)；

具体实施方式

[0034] 本发明的一种负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒催化剂，以活性炭、磷酸盐陶瓷或硅藻土为基体，基体表面具有孔隙，基体的表面及孔隙负载有CoCr(Mn/Al) FeNi高熵合金纳米颗粒，其中，催化剂的质量含量为90～97wt％。其中，CoCr(Mn/Al) FeNi高熵合金纳米颗粒按照质量百分比，由以下元素组成：16.28～21.08wt％的Co、 9.65～23.84wt％的Cr、17.64～26.39wt％的Mn或24.88～29.46的Al、17.99.93～23.49wt％的Fe，余量为Ni。

[0035] 催化剂以活性炭或矿物材料为基体，其具有发达的孔隙、热力学稳定等性质，矿物材料为磷酸盐陶瓷或硅藻土。CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金纳米颗粒均匀覆在基体的孔隙及表面上。CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金纳米颗粒的形状为球状，其粒径为34～338nm。

[0036] 本发明的一种负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒催化剂的制备方法，包括以下步骤：

[0037] 步骤1，首先取基体，用去离子水反复超声波震荡清洗，过滤后于45～55℃下烘干 12～24h，得到备用基体；

[0038] 步骤2，采用浸渍法制备CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金纳米颗粒，取金属硝酸盐前驱体，包括Co(NO3)2·6H2O、CrN3O9·9H2O、MnN2O6·4H2O或Al(NO3)3·9H2O、FeN3O9·9H2O 和Ni(NO3)2·6H2O，并加入乙醇溶液将其溶解，得到前驱体溶液；

[0039] 步骤3，将步骤1得到的备用基体在步骤2得到的前驱体溶液中浸渍4～8h用旋转蒸发仪真空蒸馏除去多余乙醇溶液溶液，条件为：通过水浴加热至温度40～50℃，转速为100～150r/min；然后置于干燥箱中，于50～60℃下烘干24～36h；

[0040] 步骤4，通过煅烧使得金属硝酸盐在还原保护气体下高温下分解，浸渍沉积得到负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒活性炭；其中，还原保护气体为体积含量为 95％氩和5％氢的混合气体；煅烧温度为950～1000℃，时间为2.5～3h。

[0041] 由于最终制备得到的负载在不同基体上的CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒元素成分与步骤2中各金属硝酸盐前驱体的摩尔比完全不同，这取决于硝酸盐在高温下分解的蒸汽压所决定，不同金属蒸发量与先后顺序不同导致得到高熵合金的纳米颗粒成分不同。因此，本发明中，通过成分分析，调节各金属硝酸盐前驱体的摩尔比，进而控制CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金纳米颗粒中各元素的质量比。如在CoCr(Mn/Al)FeNi 高熵合金纳米颗粒中Cr：Ni目标摩尔比例为1：1，将前驱体比例(硝酸镍与硝酸铬) 的摩尔比分别调整为1:1、1:1.5、1:2、1:3、1:3.5等以补偿Cr在高温下的损失。

[0042] 下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。

[0043] 实施例1

[0044] 本实施例为负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒活性炭对于亚甲基蓝 (C16H18CN3S·3H2O)偶氮染料溶液的催化降解，所采用的负载CoCrMnFeNi或CoCrAlFeNi 高熵合金的纳米颗粒活性炭。

[0045] 其中，CoCrMnFeNi高熵合金的组成见下表1：

[0046] 表1

[0047]

[0048] 以上3组负载CoCrMnFeNi高熵合金的纳米颗粒活性炭中，活性炭的质量含量分别为90wt％、95wt％、97wt％。

[0049] 其中，CoCrAlFeNi高熵合金的组成见下表2：

[0050] 表2

[0051]

[0052] 以上3组负载CoCrAlFeNi高熵合金的纳米颗粒活性炭中，活性炭的质量含量分别为90wt％、95wt％、97wt％。

[0053] 选购生产工艺成熟的活性炭颗粒，活性炭规格为直径2mm左右的圆柱体，长度为3mm 左右，碘吸附值为1033mg/g。

[0054] 称取3g活性炭用去离子水超声震荡清洗多余灰分以增大孔隙和比表面积，放入干燥皿中在55℃下烘干12h，得到活性炭载体。

[0055] 分别按照CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金质量含量为3％、5％和10％，称取相应摩尔比的硝酸盐前驱体，包括Co(NO3)2·6H2O、CrN3O9·9H2O、MnN2O6·4H2O或Al(NO3)3·9H2O、 FeN3O9·9H2O和Ni(NO3)2·6H2O，并加入乙醇溶液将其溶解，将清洗过的活性炭载体在溶液中浸渍6h用旋转蒸发仪真空蒸馏除去多余乙醇溶液，其中水浴温度45℃，圆底瓶转速120r/min。然后置于干燥箱中，60℃下24h烘。

[0056] 在体积含量为95％氩和5％氢的混合气体作为还原保护气体下，于950℃煅烧3h，浸渍沉积得到负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒活性炭材料。

[0057] 将0.5g制备的负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒活性炭放入50mL的亚甲基蓝(C16H18CN3S·3H2O)溶液中，其浓度为200mg/L，初始PH为7，反应温度为25℃，磁力搅拌器转子转速1000r/min。

[0058] 在0，5，15，15，25、35，45，60，75，90min提取2mL反应溶液，用离心机进行离心，转速10000r/min，用紫外线光分分度计测量其吸光度并绘制uv-vis曲线。在反应45min时催化效率可达84％，而无负载活性炭的催化效率仅为43％，效率提高近一倍。

[0059] 实施例2

[0060] 本实施例为负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒磷酸盐陶瓷对于亚甲基蓝(C16H18CN3S·3H2O)溶液的催化降解，所采用的负载CoCrMnFeNi或CoCrAlFeNi高熵合金的纳米颗粒磷酸盐陶瓷中，磷酸盐陶瓷的质量含量为90wt％。

[0061] 其中，CoCrMnFeNi高熵合金的组成见下表3：

[0062] 表3

[0063]

[0064] 其中，CoCrAlFeNi高熵合金的组成见下表4：

[0065] 表4

[0066]

[0067] 磷酸盐陶瓷是一类具有三维网状结构但组成不同的新型结构功能陶瓷材料，其四面体晶体和八面体以共顶点的空间结构具备了开发为载体材料的潜力。

[0068] 称取3g磷酸盐陶瓷粉用去离子水超声震荡清洗多余灰分以增大孔隙和比表面积，放入干燥皿中在55℃下烘干12h，得到备用基体。

[0069] 按照CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金质量含量为10％，称取相应摩尔比金属元素的硝酸盐前驱体，包括Co(NO3)2·6H2O、CrN3O9·9H2O、MnN2O6·4H2O或Al(NO3)3·9H2O、 FeN3O9·9H2O和Ni(NO3)2·6H2O，并加入乙醇溶液将其溶解，将清洗过的磷酸盐陶瓷粉载体在溶液中浸渍6h用旋转蒸发仪真空蒸馏除去多余乙醇溶液，其中水浴温度45℃，圆底瓶转速120r/min。然后置于干燥箱中，60℃下24h烘干。

[0070] 在体积含量为95％氩和5％氢的混合气体作为还原保护气体下，于1000℃煅烧2.5h，浸渍沉积得到负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒磷酸盐陶瓷粉。

[0071] 将0.5g制备的负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒磷酸盐陶瓷放入50mL 的亚甲基蓝(C16H18CN3S·3H2O)偶氮染料溶液中，其浓度为200mg/L，初始PH为7，反应温度为25℃，磁力搅拌器转子转速1000r/min。

[0072] 在0，5，15，15，25、35，45，60，75，90min提取2mL反应溶液，用离心机进行离心，转速10000r/min，用紫外线光分分度计测量其吸光度并绘制uv-vis曲线。在反应45min时催化效率可达80％，而无负载磷酸盐陶瓷的催化效率仅为43％，效率大幅度提高。

[0073] 实施例3

[0074] 本实施例为负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒硅藻土对于亚甲基蓝 (C16H18CN3S·3H2O)溶液的催化降解，所采用的负载CoCrMnFeNi或CoCrAlFeNi高熵合金的纳米颗粒硅藻土中，硅藻土的质量含量为90wt％。

[0075] 其中，CoCrMnFeNi高熵合金的组成见下表5：

[0076] 表5

[0077]

[0078] 其中，CoCrAlFeNi高熵合金的组成见下表6：

[0079] 表6

[0080]

[0081] 硅藻土质轻、多孔、相对密度小。硅藻土具有独特的微孔结构，比表面积大，堆密度小，孔体积大，表面被大量硅羟基所覆盖，通常其颗粒表面带有负电荷，因此，有利于CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒的负载。

[0082] 称取3g硅藻土用去离子水超声震荡清洗多余灰分以增大孔隙和比表面积，放入干燥皿中在55℃下烘干12h，得到备用基体。

[0083] 按照CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金质量含量为10％，称取相应摩尔比金属元素的硝酸盐前驱体，包括Co(NO3)2·6H2O、CrN3O9·9H2O、MnN2O6·4H2O或Al(NO3)3·9H2O、 FeN3O9·9H2O和Ni(NO3)2·6H2O，并加入乙醇溶液将其溶解，将清洗过的硅藻土粉载体在溶液中浸渍
6h用旋转蒸发仪真空蒸馏除去多余乙醇溶液，其中水浴温度45℃，圆底瓶转速120r/min。然后置于干燥箱中，60℃下24h烘干。

[0084] 在体积含量为95％氩和5％氢的混合气体作为还原保护气体下，于1000℃煅烧2.5h，浸渍沉积得到负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒硅藻土。

[0085] 将0.5g制备的负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒硅藻土放入50mL的亚甲基蓝(C16H18CN3S·3H2O)偶氮染料溶液中，其浓度为200mg/L，初始pH为7，反应温度为25℃，磁力搅拌器转子转速1000r/min。

[0086] 在0，5，15，15，25、35，45，60，75，90min提取2mL反应溶液，用离心机进行离心，转速10000r/min，用紫外线光分分度计测量其吸光度并绘制uv-vis曲线。在反应45min时催化效率可达75％，而无负载硅藻土的催化效率仅为43％，效率大幅度提高。

[0087] 图1为负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金纳米颗粒活性炭的XRD衍射图谱，可以看出在2θ＝43.6°、20.7°、74.6°分别对应着(111)、(200)、(220)面心立方的晶面，且 CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金纳米颗粒对应的衍射峰没有发生分叉，即在还原保护气体的高温煅烧下金属硝酸盐前驱体大部分形成了金属颗粒。在2θ＝22°～26°对应着不定型活性炭的衍射峰，且衍射峰强度逐渐减弱，这是由于高熵合金纳米颗粒负载量增加致使内部孔隙被覆盖。

[0088] 图2为CoCr(Mn/Al)FeNi五种金属硝酸盐前驱体在活性炭中经1000℃煅烧后形成的高熵合金纳米颗粒均匀分散在其孔隙内。

[0089] 图3为CoCr(Mn/Al)FeNi五种金属硝酸盐前驱体在硅藻土经1000℃煅烧后形成的高熵合金纳米颗粒均匀分散在其表面上。

[0090] 图4为负载CoCrMnFeNi高熵合金的纳米颗粒活性炭的高分辨图像，原子排列较为均匀，液态合金转变为具有特定元素组成的单相固溶体需要局部结构重排，但不需要远距离溶质分配。

[0091] 图5为负载CoCrMnFeNi高熵合金的纳米颗粒活性炭对亚甲基蓝溶液催化降解后在纳米颗粒间分布着如絮状的降解产物，而纳米颗粒表面仍然保持光滑状态并未出现明显的腐蚀坑。

[0092] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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一种钛酸锂正极金属锂负极锂原电池及其制备方法	2020-05-08	500
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负载CoCr(Mn/Al)FeNi高熵合金的纳米颗粒催化剂及其制备方法和应用

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