[發(fā)明專利]一種氮化鐵@氮摻雜石墨烯復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011154859.X
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112264070A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙相龍;孫鈺坤;雍興華;陳婷;邵大衛(wèi);陳艷平;李魯艷;時術(shù)華;王曉臨
• 申請（專利權(quán)）人: 山東建筑大學(xué)
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J37/08;C25B11/091;C25B1/02;C25B1/04;B01J20/02;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 宋海海

1.一種氮化鐵@氮摻雜石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：以石墨粉末、硝酸鐵為原料進行球磨處理得到表面修飾氧化鐵的石墨烯，即氧化鐵@石墨烯復(fù)合材料；然后對氧化鐵@石墨烯復(fù)合材料進行氨氣退火處理即得。

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述石墨粉末與硝酸鐵的質(zhì)量比為1:1～10；優(yōu)選為1：4；

所述球磨處理具體為：400～600rpm轉(zhuǎn)速下處理10～15小時，優(yōu)選為500rpm處理12小時。

3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧化鐵@石墨烯復(fù)合材料制備方法還包括：將球磨后得到的樣品置于酸中浸泡除雜，然后進行冷凍干燥即得；

優(yōu)選的，所述酸為稀鹽酸；

優(yōu)選的，所述冷凍干燥具體方法為：在真空度為0.02-0.08mmHg環(huán)境中干燥10-20小時；進一步優(yōu)選為在真空度0.05mmHg環(huán)境中干燥12小時。

4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氨氣退火處理具體方法為：在惰性氛圍條件下，對上述氧化鐵@石墨烯復(fù)合材料在900～1200℃焙燒處理10～60分鐘，優(yōu)選1000℃處理30分鐘，自然冷卻即得；在焙燒過程中，通入氨氣；

優(yōu)選的，在焙燒過程中，同時通入氨氣和氬氣，控制氨氣和氬氣體積比1～10：1，優(yōu)選為5：1。

5.權(quán)利要求1-4任一項所述制備方法制得的氮化鐵@氮摻雜石墨烯復(fù)合材料。

6.權(quán)利要求5所述氮化鐵@氮摻雜石墨烯復(fù)合材料在如下任意一種或多種中的應(yīng)用：

1)吸附染料或制備染料吸附劑；

2)催化析氧反應(yīng)或制備析氧反應(yīng)電催化劑；

優(yōu)選的，所述染料包括亞甲基藍、剛果紅和活性紫K-3R。

7.一種染料吸附劑，其特征在于，所述染料吸附劑包含權(quán)利要求5所述氮化鐵@氮摻雜石墨烯復(fù)合材料。

8.一種析氧反應(yīng)電催化劑，其特征在于，所述析氧反應(yīng)電催化劑包含權(quán)利要求5所述氮化鐵@氮摻雜石墨烯復(fù)合材料。

9.一種含染料廢水的處理方法，其特征在于，所述處理方法包括向廢水中施加權(quán)利要求5所述氮化鐵@氮摻雜石墨烯復(fù)合材料或權(quán)利要求7所述染料吸附劑；

優(yōu)選的，所述處理方法還包括：待處理完畢后，基于磁性作用將吸附染料后的氮化鐵@氮摻雜石墨烯復(fù)合材料或染料吸附劑從水中分離。

10.一種電催化水分解生成氧氣的方法，其特征在于，所述方法包括向水中施加權(quán)利要求5所述氮化鐵@氮摻雜石墨烯復(fù)合材料或權(quán)利要求8所述析氧反應(yīng)電催化劑。