CN111889125A - 一种富缺陷的单原子材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种富缺陷的单原子材料及其制备方法与应用。该方法包括如下步骤：(1)在保护气体条件下将亚铁盐和锰盐加入到聚乙烯吡咯烷酮水溶液中得到含金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液；(2)将铁氰化钾水溶液缓慢加入到步骤(1)的溶液中，混均，陈化，得到铁锰普鲁士蓝类似物；(3)将铁锰普鲁士蓝类似物煅烧，酸洗，得到富缺陷的单原子材料。本发明的方法可以实现原子在碳材料骨架里面均匀分布，单原子材料由于具备高表面能，可以快速活化过硫酸盐降解复合有机污染物。

Description

一种富缺陷的单原子材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于环境功能材料领域，具体涉及一种富缺陷的单原子材料及其制备方法与应用。
背景技术
新兴污染物，即使浓度在痕量水平，也仍然具有生物活性，可能通过食物链积累，并可能对环境、动物和人类健康产生负面影响。苯并三氮唑(BZTA，防腐蚀添加剂)，泛影酸(DTZ，碘化X射线造影剂)，5-苯甲酰-4-羟基-2-乙氧基苯磺酸(BP-4，紫外线吸收剂)，2,4—二氯苯酚(2,4-DCP，杀虫剂)，4-氨基苯甲酸乙酯(ABEE，紫外线吸收剂)，双酚A(BPA，环境激素)等已被确定为新兴污染物，具有潜在的毒性。对于这种在水体中低浓度、难生物降解的新兴有机污染物，目前多采用高级氧化技术将其完全矿化。高级氧化法由于其降解效率高、矿化程度高，被认为是处理含有机污染物废水最有前途的方法之一。以过氧单硫酸盐(PMS)为代表的高级氧化技术，因其固体特性、水溶性、运输方便等优点而受到广泛关注。一般来说，过渡金属相关材料(钴、铁、铜和锰)具有活化PMS的潜力。其中，与PMS结合的氧化钴是最佳组合。然而，浸出钴离子的毒性仍然是一个值得关注的问题，将潜在的有毒物质应用于环境修复并不是一个好的策略。
当材料尺寸达到原子尺度，其表面活性能比普通的纳米材料要强很多，因其在催化领域的重要作用而迅速引起人们的广泛关注。但是，制备单原子材料具有一定的挑战性。控制单原子的大小、形状和良好的分散是获得高稳定活性单原子材料的关键因素。为此，各种表面包覆剂通常被用于获得具有特定形状的小分子粒子，如聚乙烯吡咯烷酮、油胺。虽然这已经被认为是一个有效的解决方案，但对于具有强化学相互作用的单原子粒子，在大多数情况下是不起作用的，不利于催化过程。为了获得分散良好的金属纳米粒子，其在多孔材料(如多孔二氧化硅、分子筛和多孔碳)中的限制对于后续催化至关重要。多孔材料可阻止金属纳米粒子的聚集和提供了固有的空间约束条件。在多孔材料中，金属有机框架是最受欢迎的选择。但是大部分的金属有机框架的合成需要用大量有毒有害的有机溶剂，且产量低，直接导致生成的单原子材料价格昂贵，不利于实际应用推广。选择合成条件无毒无害的前驱体来制备单原子催化剂，且催化剂的催化活性高、金属浸出浓度小、环境友好、价格低廉等特点是推广实际应用必须考虑的。
发明内容
为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种富缺陷的单原子材料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述方法制得的一种富缺陷的单原子材料。
本发明的再一目的在于提供上述一种富缺陷的单原子材料在降解有机污染物中的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种富缺陷的单原子材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)在保护气体条件下将摩尔比为0：1～1：0的亚铁盐和锰盐加入到聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，其中亚铁离子和锰离子总摩尔量与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为5～12mmol：10～50g，得到含金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液；
(2)在搅拌状态下，将铁氰化钾水溶液以5～50mL/min的速度加入到步骤(1)含金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，搅拌混合均匀，陈化20～48h，离心洗涤，干燥，得到铁锰普鲁士蓝类似物；
(3)将铁锰普鲁士蓝类似物在500～700℃煅烧1～5h得到含铁锰氧化物的碳材料，然后在50～80℃的酸溶液中搅拌3～5h，洗涤，干燥，得到富缺陷的单原子材料。
优选的，步骤(1)所述亚铁盐和锰盐的摩尔比为1:2～1:0；更优选为1：2～2：1。
优选的，步骤(1)所述保护气体为氮气或惰性气体，所述保护气体通入的流速为50～250mL/min。
优选的，步骤(1)所述亚铁盐为FeCl2·4H2O，所述锰盐为MnCl2·4H2O。
优选的，步骤(1)所述聚乙烯吡咯烷酮水溶液的浓度为10～50g/L。
优选的，步骤(2)所述铁氰化钾水溶液的浓度为1～20mmol/L。
优选的，步骤(2)所述铁氰化钾水溶液中的铁氰化钾与步骤(1)中亚铁离子和锰离子的总摩尔比为0.08～4：1。
优选的，步骤(2)所述搅拌的转速为50～500r/min；所述搅拌混合均匀的条件为：在50～500r/min下搅拌10～40min。
优选的，步骤(2)所述离心洗涤指用乙醇和水交替洗涤至少3次。
优选的，步骤(2)所述干燥指在50～80℃干燥12～36h。
优选的，步骤(3)所述煅烧气氛为空气。
优选的，步骤(3)所述含铁锰氧化物的碳材料与酸溶液的比例为2～10g/L；更优选为5～10g/L。
优选的，步骤(3)所述酸溶液的浓度为0.1～5mol/L。
优选的，步骤(3)所述酸溶液为硫酸溶液和盐酸溶液中的至少一种。
优选的，步骤(3)所述洗涤指用水洗涤至中性。
优选的，步骤(3)所述干燥指在50～80℃干燥12～36h。
上述方法制得的一种富缺陷的单原子材料。
上述一种富缺陷的单原子材料在降解有机污染物中的应用。
优选的，所述有机污染物为4-氨基苯甲酸乙酯和双酚A中的至少一种。
本发明将一定比例的混合金属盐投加到含有聚乙烯比咯烷酮的水溶液中，再滴加入铁氰化钾水溶液，在这过程中金属离子和铁氰化钾通过金属-有机物框架连接的方式结合，在聚乙烯吡咯烷酮的作用下框架不断延伸形成普鲁士蓝类似物。普鲁士蓝类似物前驱体经过煅烧后，有机框架碳化，金属和碳氮元素在高温过程中发生重排，其中金属主要以金属氧化物的形式存在，再经酸洗后，金属氧化物会洗脱流失，留在碳骨架上面的金属(铁)主要以单原子形式存在并均匀固定在碳架上，同时与氮原子以FeN4的形式结合。在降解有机物的过程中，富缺陷的单原子可实现有机物的快速吸附。仅仅是氮掺杂的碳材料，电子传输方向是碳上的电子传输到过硫酸盐中，这种传输方向会使过硫酸盐得电子生成硫酸根自由基和羟基自由基，使降解有机物过程成为一个自由基主导的降解路径。而FeN4的碳材料电子传输方向是是过硫酸盐失电子的过程，这个过程会主要产生单线态氧，使降解有机物过程成为一个非自由基主导的降解路径，并大大减小了氮掺杂的碳材料活化PMS的能垒，提高催化效率，实现有机污水的净化。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
(1)本发明制备条件环保简便，无有机溶剂的使用，溶剂都为水，不需要调节pH，操作条件简易，制备过程简单。
(2)本发明制备的单原子催化剂催化活性高，对多种有机物同时具有较高的降解效果，在PMS的作用下，可实现复合有机废水污染物的快速去除。
(3)本发明制备的单原子催化剂可以适应较大的pH范围，在pH范围3～9都具有很高的催化活性，在实际应用中可以适应各种有机废水环境，应用前景广阔。
(4)本发明制备的单原子催化剂基本无金属离子溶出，水处理过程无毒无害，无后续处理的步骤，节省处理成本。
(5)制备的单原子催化剂可回收多次循环利用，催化效果衰减较少，且材料具有磁性，易于后续回收利用。
(6)本发明方法对有机废水处理效果好，并且方法简单稳定，生产成本低，容易实现大规模应用，应用前景广阔。与国内外同类技术相比较，可以实现多次重复使用，达到资源化利用的目的。
附图说明
图1为实施例1所得单原子材料的拉曼测试。
图2为实施例2步骤(4)普鲁士蓝类似物驱体、步骤(5)含铁锰氧化物的碳材料、以及步骤(6)所得的单原子材料催化降解ABEE的曲线。
图3为实施例3所得单原子材料催化降解BPA，BZTA，DTZ，BP-4，2,4-DCP的曲线。
图4为实施例4所得单原子材料在pH为3～9催化降解ABEE的效果。
图5为实施例5所得单原子材料多次循环降解ABEE效果。
图6为实施例6所得单原子材料催化降解ABEE的曲线。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用未注明生产厂商者的原料、试剂等，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
苯并三氮唑(BZTA，防腐蚀添加剂)，泛影酸(DTZ，碘化X射线造影剂)，5-苯甲酰-4-羟基-2-乙氧基苯磺酸(BP-4，紫外线吸收剂)，2,4-二氯苯酚(2,4-DCP，杀虫剂)，4-氨基苯甲酸乙酯(ABEE，紫外线吸收剂)，双酚A(BPA，环境激素)。
实施例1
一种富缺陷的单原子材料制备方法与快速降解有机污染物应用，包括以下步骤：
(1)准确称取20g聚乙烯吡咯烷酮溶解于1L去离子水中，搅拌使充分溶解，得到聚乙烯吡咯烷酮水溶液，并以50mL/min的流速通入氮气；
(2)准确称取1.781g MnCl2·4H2O(n(Fe2+:Mn2+)＝0:1)加入到步骤(1)中得到的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，以100r/min转速搅拌30min，使充分溶解，得到含金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液；
(3)准确称取3.292g铁氰化钾溶解于1L去离子水中，搅拌使充分溶解，得到铁氰化钾水溶液；
(4)按照体积比1：1将步骤(3)得到铁氰化钾水溶液逐滴加入到步骤(2)得到的含金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，滴加速度为5mL/min，边滴加边搅拌，50r/min条件下搅拌，滴加结束后继续搅拌40min，之后室温下陈化30h，分别用乙醇和水洗涤离心三次，所得的固体在50℃下烘干12h，研磨，得普鲁士蓝类似物驱体；
(5)将步骤(4)得到的普鲁士蓝类似物驱体于500℃，空气下煅烧5h，冷却后得含铁锰氧化物的碳材料；
(6)将步骤(5)中得到的0.5g含铁锰氧化物的碳材料放入50mL的0.1mol/L的硫酸溶液中，50℃下搅拌5h，所得固体用去离子水洗至中性，50℃下烘干12h，得到单原子材料；
(7)将步骤(6)所得的单原子材料进行拉曼测试，结果见图1。
对本实施例所得单原子材料体进行拉曼检测，结果如图1所示。拉曼测试可以看出单原子材料石墨化程度高，其中D带和G带的强度比值ID/IG＝1.06，说明单原子材料是富缺陷的。
实施例2
一种富缺陷的单原子材料制备方法与快速降解有机污染物应用，包括以下步骤：
(1)准确称取30g聚乙烯吡咯烷酮溶解于1L去离子水中，搅拌使充分溶解，得到聚乙烯吡咯烷酮水溶液，并以100mL/min的流速通入氮气；
(2)准确称取1.193g FeCl2·4H2O和0.594g MnCl2·4H2O(n(Fe2+:Mn2+)＝2:1)，同时加入到步骤(1)中得到的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，搅拌使充分溶解，得到含混合金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液；
(3)准确称取1.646g铁氰化钾溶解于1L去离子水中，搅拌使充分溶解，得到铁氰化钾水溶液；
(4)按照体积比1：1将步骤(3)得到铁氰化钾水溶液逐滴加入到步骤(2)得到的含混合金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，滴加速度为10mL/min，边滴加边搅拌，100r/min条件下搅拌，滴加结束后继续搅拌30min，之后室温下陈化20h，分别用乙醇和水洗涤离心三次，所得的固体在60℃下烘干24h，研磨，得普鲁士蓝类似物驱体；
(5)将步骤(4)得到的普鲁士蓝类似物驱体于700℃，空气下煅烧2h，冷却后得含铁锰氧化物的碳材料；
(6)将步骤(5)中得到的0.25g含铁锰氧化物的碳材料放入50mL的2mol/L的硫酸溶液中，80℃下搅拌3h，所得固体用去离子水洗至中性，60℃烘干24h，得到单原子材料；
(7)将步骤(4)普鲁士蓝类似物驱体、步骤(5)含铁锰氧化物的碳材料、以及步骤(6)所得的单原子材料作为催化剂进行活化PMS降解4-氨基苯甲酸乙酯实验，其中，[催化剂]＝0.1g/L，[PMS]＝1mmol/L，[ABEE]＝20mg/L，pH＝6，30℃)，结果见图2。
对本实施例所得单原子材料进行活化PMS降解ABEE，结果如图2所示。从图中可以看出，单原子材料在30min内达到4-氨基苯甲酸乙酯的吸附平衡，吸附率约20％。加入PMS后，单原子材料快速降解4-氨基苯甲酸乙酯，在6min内实现90％以上的4-氨基苯甲酸乙酯降解，且催化效果优于普鲁士蓝前驱体及前驱体煅烧产物。实验结果表明，单原子材料具有一定的有机物吸附能力，在PMS的作用下，可实现有机废水的快速去除。
实施例3
一种富缺陷的单原子材料制备方法与快速降解有机废水应用，包括以下步骤：
(1)准确称取50g聚乙烯吡咯烷酮溶解于1L去离子水中，搅拌使充分溶解，得到聚乙烯吡咯烷酮水溶液，并以250mL/min的流速通入氮气；
(2)准确称取1.193g FeCl2·4H2O和0.594g MnCl2·4H2O(n(Fe2+:Mn2+)＝2:1)，同时加入到步骤(1)中得到的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，搅拌使充分溶解，得到含混合金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液；
(3)准确称取1.646g铁氰化钾溶解于1L去离子水中，搅拌使充分溶解，得到铁氰化钾水溶液；
(4)按照体积比1：1将步骤(3)得到铁氰化钾水溶液逐滴加入到步骤(2)得到的含混合金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，滴加速度为50mL/min，边滴加边搅拌，500r/min条件下搅拌，滴加结束后继续搅拌20min，之后室温下陈化48h，分别用乙醇和水洗涤离心三次，所得的固体在80℃下烘干36h，研磨，得普鲁士蓝类似物驱体；
(5)将步骤(4)得到的普鲁士蓝类似物驱体于600℃，空气下煅烧1h，冷却后得含铁锰氧化物的碳材料；
(6)将步骤(5)中得到的0.3g含铁锰氧化物的碳材料放入50mL的5mol/L的盐酸溶液中，60℃下搅拌4h，所得固体用去离子水洗至中性，70℃烘干24h，得到单原子材料；
(7)将步骤(6)所得的单原子材料进行活化PMS降解BPA，BZTA，DTZ，BP-4，2,4-DCP实验，结果见图3。
对本实施例所得单原子材料进行活化PMS降解BPA，BZTA，DTZ，BP-4，2,4-DCP，结果如图3所示。从图中可以看出，0.1g/L催化剂(指单原子材料，下同)、1mmol/L PMS的投加量，在6min内可以实现31％的BPA降解(起始浓度为20mg/L，pH＝5.5，25℃)；0.005g/L催化剂、0.2mmol/L PMS的投加量，在6min内可以实现73％的BZTA，81％的DTZ，83％的BP-4降解(起始浓度均为5μmol/L，pH＝7.5，25℃)；0.005g/L催化剂、0.01mmol/L PMS的投加量，在6min内可以实现98％的2,4-DCP降解(起始浓度为5μmol/L，pH＝7.5，25℃)。实验结果表明，单原子材料对多种有机物同时具有较高的降解效果，在PMS的作用下，可实现复合有机废水污染物的快速去除。
实施例4
一种富缺陷的单原子材料制备方法与快速降解有机废水应用，包括以下步骤：
(1)准确称取10g聚乙烯吡咯烷酮溶解于1L去离子水中，搅拌使充分溶解，得到聚乙烯吡咯烷酮水溶液，并以150mL/min的流速通入氮气；
(2)准确称取0.596g FeCl2·4H2O和1.188g MnCl2·4H2O(n(Fe2+:Mn2+)＝1:2)，同时加入到步骤(1)中得到的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，搅拌使充分溶解，得到含混合金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液；
(3)准确称取0.3292g铁氰化钾溶解于1L去离子水中，搅拌使充分溶解，得到铁氰化钾水溶液；
(4)按照体积比1：1将步骤(3)得到铁氰化钾水溶液逐滴加入到步骤(2)得到的含混合金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，滴加速度为20mL/min，边滴加边搅拌，200r/min条件下搅拌，滴加结束后继续搅拌10min，之后室温下陈化36h，分别用乙醇和水洗涤离心三次，所得的固体在70℃下烘干18h，研磨，得普鲁士蓝类似物驱体；
(5)将步骤(4)得到的普鲁士蓝类似物驱体于600℃，空气下煅烧3h，冷却后得含铁锰氧化物的碳材料；
(6)将步骤(5)中得到的0.4g含铁锰氧化物的碳材料放入50mL的3mol/L的盐酸溶液中，70℃下搅拌4h，所得固体用去离子水洗至中性，70℃烘干18h，得到单原子材料；
(7)将步骤(6)所得的单原子材料在pH分别为3、4、5、6、7、8和9条件下活化PMS降解([单原子催化剂]＝0.1g/L，[PMS]＝1mmol/L，[ABEE]＝20mg/L，30℃)ABEE实验，结果见图4。
对本实施例所得单原子材料进行不同pH条件下活化PMS降解ABEE，结果如图4所示。从图中可以看出，pH对于催化剂催化降解的效果影响不大，在pH范围为3～9内都可实现85％以上的ABEE降解。
实施例5
一种富缺陷的单原子材料制备方法与快速降解有机废水应用，包括以下步骤：
(1)准确称取40g聚乙烯吡咯烷酮溶解于1L去离子水中，搅拌使充分溶解，得到聚乙烯吡咯烷酮水溶液，并以200mL/min的流速通入氮气；
(2)准确称取1.193g FeCl2·4H2O和0.594g MnCl2·4H2O(n(Fe2+:Mn2+)＝2:1)，同时加入到步骤(1)中得到的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，搅拌使充分溶解，得到含混合金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液；
(3)准确称取6.5840g铁氰化钾溶解于1L去离子水中，搅拌使充分溶解，得到铁氰化钾水溶液；
(4)按照体积比1：1将步骤(3)得到铁氰化钾水溶液逐滴加入到步骤(2)得到的含混合金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，滴加速度为30mL/min，边滴加边搅拌，300r/min条件下搅拌，滴加结束后继续搅拌20min，之后室温下陈化40h，分别用乙醇和水洗涤离心三次，所得的固体在60℃下烘干24h，研磨，得普鲁士蓝类似物驱体；
(5)将步骤(4)得到的普鲁士蓝类似物驱体于700℃，空气下煅烧4h，冷却后得含铁锰氧化物的碳材料；
(6)将步骤(5)中得到的0.2g含铁锰氧化物的碳材料放入100mL的4mol/L的盐酸溶液中，80℃下搅拌4h，所得固体用去离子水洗至中性，60℃烘干24h，得到单原子材料；
(7)将步骤(6)所得的单原子材料进行多次循环活化PMS降解ABEE实验([单原子催化剂]＝0.1g/L，[PMS]＝1mmol/L，[ABEE]＝20mg/L，pH＝6，30℃)，循环实验为单原子催化剂降解实验结束后，将催化剂收集，用去离子水清洗三次，在60℃烘箱24h烘干后再用于下次降解实验，结果见图5。
对本实施例所得单原子材料进行多次循环相同条件下活化PMS降解ABEE，结果如图5所示。从图中可以看出，经过三次循环使用催化剂后，降解效率仅下降10％，说明材料可回收多次循环利用，催化效果衰减较少，具备可资源重复利用的能力。
实施例6
一种富缺陷的单原子材料制备方法与快速降解有机废水应用，包括以下步骤：
(1)准确称取20g聚乙烯吡咯烷酮溶解于1L去离子水中，搅拌使充分溶解，得到聚乙烯吡咯烷酮水溶液，并以150mL/min的流速通入氮气；
(2)准确称取1.789g FeCl2·4H2O(n(Fe2+:Mn2+)＝1:0)加入到步骤(1)中得到的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，搅拌使充分溶解，得到含金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液；
(3)准确称取1.646g铁氰化钾溶解于1L去离子水中，搅拌使充分溶解，得到铁氰化钾水溶液；
(4)按照体积比1：1将步骤(3)得到铁氰化钾水溶液逐滴加入到步骤(2)得到的含金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，滴加速度为10mL/min，边滴加边搅拌，100r/min条件下搅拌，滴加结束后继续搅拌30min，之后室温下陈化24h，分别用乙醇和水洗涤离心三次，所得的固体在60℃下烘干，研磨，得普鲁士蓝类似物驱体；
(5)将步骤(4)得到的普鲁士蓝类似物驱体于700℃，空气下煅烧2h，冷却后得含铁锰氧化物的碳材料；
(6)将步骤(5)中得到的0.4g含铁锰氧化物的碳材料放入50mL的1mol/L的硫酸溶液中，60℃下搅拌5h，所得固体用去离子水洗至中性，60℃烘干，得到单原子材料；
(7)将步骤(6)所得的单原子材料作为催化剂进行活化PMS降解4-氨基苯甲酸乙酯实验，其中，[催化剂]＝0.1g/L，[PMS]＝1mmol/L，[ABEE]＝20mg/L，pH＝6，30℃)，结果见图6。
对本实施例所得单原子材料进行活化PMS降解ABEE，结果如图6所示。从图中可以看出，单原子材料在30min内达到4-氨基苯甲酸乙酯的吸附平衡，吸附率约14％。加入PMS后，单原子材料快速降解4-氨基苯甲酸乙酯，在6min内实现85％以上的4-氨基苯甲酸乙酯降解，说明单原子材料具有较高的催化活性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种富缺陷的单原子材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在保护气体条件下将摩尔比为0：1～1：0的亚铁盐和锰盐加入到聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，其中亚铁离子和锰离子总摩尔量与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为5～12mmol：10～50g，得到含金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液；
(2)在搅拌状态下，将铁氰化钾水溶液以5～50mL/min的速度加入到步骤(1)含金属盐的聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，搅拌混合均匀，陈化20～48h，离心洗涤，干燥，得到铁锰普鲁士蓝类似物；
(3)将铁锰普鲁士蓝类似物在500～700℃煅烧1～5h得到含铁锰氧化物的碳材料，然后在50～80℃的酸溶液中搅拌3～5h，洗涤，干燥，得到富缺陷的单原子材料。
2.根据权利要求1所述一种富缺陷的单原子材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述铁氰化钾水溶液中的铁氰化钾与步骤(1)中亚铁离子和锰离子的总摩尔比为0.08～4：1。
3.根据权利要求1所述一种富缺陷的单原子材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述亚铁盐为FeCl2·4H2O，所述锰盐为MnCl2·4H2O。
4.根据权利要求1或2或3所述一种富缺陷的单原子材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述亚铁盐和锰盐的摩尔比为1：2～1：0。
5.根据权利要求1或2或3所述一种富缺陷的单原子材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述聚乙烯吡咯烷酮水溶液的浓度为10～50g/L；步骤(2)所述铁氰化钾水溶液的浓度为1～20mmol/L。
6.根据权利要求1或2或3所述一种富缺陷的单原子材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述含铁锰氧化物的碳材料与酸溶液的比例为2～10g/L；步骤(3)所述酸溶液的浓度为0.1～5mol/L。
7.根据权利要求1或2或3所述一种富缺陷的单原子材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述保护气体为氮气或惰性气体，所述保护气体通入的流速为50～250mL/min；步骤(3)所述酸溶液为硫酸溶液和盐酸溶液中的至少一种；步骤(3)所述煅烧气氛为空气。
8.根据权利要求1或2或3所述一种富缺陷的单原子材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述搅拌的转速为50～500r/min；所述搅拌混合均匀的条件为：在50～500r/min下搅拌10～40min；所述离心洗涤指用乙醇和水交替洗涤至少3次；所述干燥指在50～80℃干燥12～36h；
步骤(3)所述洗涤指用水洗涤至中性；所述干燥指在50～80℃干燥12～36h。
9.权利要求1～8任一项所述方法制得的一种富缺陷的单原子材料。
10.权利要求9所述一种富缺陷的单原子材料在降解有机污染物中的应用。
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