[發(fā)明專利]一種氮摻雜碳負載氧化鐵復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211454300.8
• 申請日: 2022-11-21
• 公開（公告）號: CN116174001A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設計）人: 黃曉飛;李嶸嶸;方國華;韓得滿;毛幼萍;陳先朗
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江恒康藥業(yè)股份有限公司;臺州學院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/30;B01J23/745;B01J35/00;C02F101/36;C02F101/34
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發(fā)明屬于光催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氮摻雜碳負載氧化鐵復合材料及其制備方法和應用。本發(fā)明提供了一種氮摻雜碳負載氧化鐵復合材料的制備方法，包括以下步驟：將水溶性鐵鹽、碳載體和水第一混合，得到的碳鐵混合物經(jīng)第一煅燒得到碳負載氧化鐵；將所述碳負載氧化鐵和有機氮源、水第二混合，得到的碳氮混合物經(jīng)第二煅燒得到所述氮摻雜碳負載氧化鐵復合材料。本發(fā)明提供的制備方法原料簡單易得，且工藝簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氮摻雜碳負載氧化鐵復合材料及其制備方法和應用。

背景技術(shù)

含酚廢水由于成分復雜、在環(huán)境中停留時間長、高毒性和難降解性，是造成水體污染的主要來源。傳統(tǒng)的含酚廢水的處理方法主要包括物理法、化學法和生物降解法。但是，傳統(tǒng)處理方法存在成本高、工藝復雜以及二次污染等問題。光催化是一種新型的含酚廢水處理技術(shù)，具有處理效率高、反應條件溫和、無二次污染等優(yōu)點，且可以高效的回收廢水中的氯化鉀，得到的氯化鉀的純度在60％左右。

用于光催化的催化劑主要為N型半導體材料，其中TiO₂光催化劑因活性高、穩(wěn)定性好、對人體無害而被認為是最有前途、最有效的光催化劑。但由于TiO₂的成本高且回收困難，限制了在實際生產(chǎn)中的應用。

赤鐵礦(Fe₂O₃)是一種綠色、廉價且易回收的半導體材料，可以有效吸收30～37％的太陽能，因此能夠替代TiO₂作為光催化劑使用。

公開號為CN109647537A的中國專利公開了一種Fe₂O₃-聚苯乙烯復合纖維的合成方法，用以去除苯酚類化合物。雖然得到催化劑對苯酚類物質(zhì)具有很好的催化降解性能，但是上述制備方法工藝復雜且在制備過程中需要采用γ射線進行輻照，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種氮摻雜碳負載氧化鐵復合材料及其制備方法和應用，本發(fā)明提供的方法工藝簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種氮摻雜碳負載氧化鐵復合材料的制備方法，包括以下步驟：

將水溶性鐵鹽、碳載體和水第一混合，得到的碳鐵混合物經(jīng)第一煅燒得到碳負載氧化鐵；

將所述碳負載氧化鐵和有機氮源、水第二混合，得到的碳氮混合物經(jīng)第二煅燒得到所述氮摻雜碳負載氧化鐵復合材料。

優(yōu)選的，所述水溶性鐵鹽包括硝酸鐵、氯化鐵、硫酸鐵和檸檬酸鐵銨中的一種或幾種；

所述碳載體包括活性炭、石墨烯、石墨炔和碳納米管中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述水溶性鐵鹽和碳載體的質(zhì)量比為(0.1～5)：(50～200)；

所述水溶性鐵鹽和水的質(zhì)量比為1：200～400。

優(yōu)選的，所述第一煅燒的溫度為500～600℃，升溫至所述第一煅燒溫度的升溫速率為2～5℃/min，保溫時間為1～6h。

優(yōu)選的，所述有機氮源包括尿素、三聚氰胺、雙氰胺、硫脲和單氰胺中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述碳載體和有機氮源的質(zhì)量比為(50～200)：(5～12)。

優(yōu)選的，所述第二煅燒的溫度為400～800℃，升溫至所述第二煅燒溫度的升溫速率為2～5℃/min，保溫時間為1～5h。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的制備方法制備得到的氮摻雜碳負載氧化鐵復合材料，包括氮摻雜碳載體和負載在所述氮摻雜碳載體上的氧化鐵；

所述氮摻雜碳載體包括碳基體和摻雜在所述碳基體中的氮。