[發(fā)明專利]一種α或γ-Fe改性Fe-N-C材料的制備方法及應用

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• 申請日: 2023-05-10
• 公開（公告）號: CN116651483A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設計）人: 馬文杰;任曉慧;吳官正
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/72
• 代理公司: 南京業(yè)騰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32321
• 代理人: 馬靜靜

1.一種α或γ-Fe改性Fe-N-C材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、合成Fe-ZIF-8-x的前體；

S2、通過水熱法用Fe³⁺取代類沸石結構中的部分Zn²⁺來獲得Fe-ZIF-8-x，以實現(xiàn)均勻的Fe摻雜；

S3、然后通過熱解和酸洗步驟將ZIFs轉化為Fe-N-C-x催化劑。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種α或γ-Fe改性Fe-N-C材料的制備方法，其特征在于：合成Fe-ZIF-8-x的前體具體步驟包括如下：

1)以Fe改性的沸石咪唑骨架-8納米晶體為前驅體，將2-甲基咪唑溶于燒杯中的甲醇中，并用A溶液標記此溶液；

2)在攪拌下將六水合硝酸鋅和乙酰丙酮鐵溶于另一燒杯中的甲醇中，以形成用B溶液標記的澄清溶液；

3)將B溶液倒入A溶液中，持續(xù)攪拌，將所得懸浮液轉移到聚四氟乙烯容器中，密封嚴密，并在高壓釜中加熱；

4)冷卻至室溫后，離心沉淀，用甲醇洗滌，并干燥過夜，標記為Fe-ZIF-8-x。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種α或γ-Fe改性Fe-N-C材料的制備方法，其特征在于：通過改變乙酰丙酮鐵的量，用相同的步驟制備出Fe-ZIF-8-1、Fe-ZIF-8-2、Fe-ZIF-8-3、Fe-ZIF-8-4和Fe-ZIF-5。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種α或γ-Fe改性Fe-N-C材料的制備方法，其特征在于：通過在不存在乙酰丙酮鐵情況下，以相同的方式合成ZIF-8作為對比。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種α或γ-Fe改性Fe-N-C材料的制備方法，其特征在于：合成Fe-N-C-x催化劑的具體步驟包括如下：

1)首先將所獲得的Fe-ZIF-8-x放入瓷舟中，在流動的氬氣氣氛下將瓷舟置于密封石英管的中心，然后將溫度緩慢升高，并以5℃/min的斜率維持3h；

2)當煅燒過程結束并且爐冷卻時，將獲得的黑色粉末在硫酸中浸泡24小時，離心，用水洗滌，并在真空下干燥，將樣品標記為Fe-N-C-x以供進一步使用。

6.一種基于權利要求1-5任一項所述的α或γ-Fe改性Fe-N-C材料的制備物在處理有機污染物中的應用。

7.根據(jù)權利要求6所述的應用，其特征在于，具體包括以下步驟：采用污染物的降解來評價催化劑的PMS活化性能，通過將一定量的催化劑粉末以固定濃度分散到充滿有機污染物的溶液中，當達到吸附-解吸平衡時，加入Oxone立即開始反應，在給定的時間間隔內，取出樣品，用膜純化，與硫代硫酸鈉混合，并進行分析。