一种基于氮掺杂具有核壳结构可磁场回收铁碳材料的高级氧化还原水处理方法技术

本发明专利技术涉及新材料科学与技术领域和环境保护技术领域，具体公开了一种基于氮掺杂具有核壳结构可磁场回收的铁碳材料的制备方法及在高级氧化还原水处理技术中的应用方法。本发明专利技术以氮掺杂含铁金属有机框架为前驱体一步碳化得到高性能的铁碳复合材料。该材料中铁元素主要以零价铁的形态固定在多孔碳材料的内部，形成核壳结构；同时，氮掺杂的碳材料外壳能够对零价铁起到一定的保护作用，提高本发明专利技术铁碳复合材料的使用寿命。此外，本发明专利技术合成的铁碳复合材料既具有活化过氧化物氧化剂的催化氧化能力，应用于高级氧化体系；又具有零价铁良好的界面还原能力，从而能够实现水体中多种污染物更高效的去除。

【技术实现步骤摘要】
一种基于氮掺杂具有核壳结构可磁场回收铁碳材料的高级氧化还原水处理方法
本专利技术涉及一种具有核壳结构的可磁场回收的磁性氮掺杂铁碳复合材料的制备方法，属于新材料科学与
；本专利技术涉及上述专利技术材料在水处理高级氧化和还原技术中除污染的水处理方法，属于环境保护

技术介绍
多孔碳材料具有较高的比表面积、优异的化学稳定性和孔径可调控等结构特性。因此，在吸附、催化和分离等领域有较为广泛的应用。近年来，将活泼的氮元素掺入多孔碳的石墨结构中，提升多孔碳材料结构中自由电子的活跃程度，能够进一步提升多孔碳材料在催化反应中的催化活性。氮元素掺杂的多孔碳在催化化学和水处理催化反应等领域具有较多孔碳更为优越的性能。因此，将具有催化活性的金属纳米颗粒包覆在具有一定孔道结构的氮掺杂多孔碳材料中，可以在维护催化剂稳定、提高催化活性方面具有良好的效果。专利CN201711067699.3专利技术一种硒化钼纳米片/氮掺杂碳核壳结构复合材料，克服了硒化钼本体材料活性低的缺点，有效缓解硒化钼在使用过程中因体积膨胀造成的不稳定性。专利CN201711043909.5以多巴胺为前驱体，聚甲基丙烯酸甲酯(PM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氮掺杂具有核壳结构可磁场回收铁碳材料的高级氧化还原水处理方法，其特征在于，利用氮改性的含铁金属有机框架(MOF)作为牺牲模板，在惰性气氛下热解制备可磁场分离的氮掺杂核壳结构铁碳复合水处理材料。

【技术特征摘要】
1.一种基于氮掺杂具有核壳结构可磁场回收铁碳材料的高级氧化还原水处理方法，其特征在于，利用氮改性的含铁金属有机框架(MOF)作为牺牲模板，在惰性气氛下热解制备可磁场分离的氮掺杂核壳结构铁碳复合水处理材料。2.权利要求1所述的可磁场分离的氮掺杂核壳结构铁碳复合水处理材料，其特征在于按下列步骤制备：1)将FeCl3·6H2O、有机配体2-氨基对苯二甲酸(NH2-BDC)和N,N-二甲基甲酰胺按照摩尔比1-1.2:1-1.5:280加入到烧杯中，于常温下搅拌至透明溶液；2)将溶液转移至带有聚四氟乙烯内胆的高压反应釜，用不锈钢外壳密封后放入烘箱，于423-443K下，保持12-36小时；3)缓慢冷却至室温，将混合物离心分离，得到黄褐色的晶体；4)将得到的晶体分别用N,N-二甲基甲酰胺和无水乙醇洗涤3-4次，并离心分离；5)将分离后所得晶体放入真空干燥箱中，于90-110℃环境中干燥10-24小时；6)将干燥后的晶体置于氮气氛围的管式炉中煅烧，以温度5℃/min的升温速率升至600-800℃，保温2-4小时，自然冷却至室温，得到可磁性分离的氮掺杂核壳结构铁碳水处理复合材料。3.权利要求2所述方法制备的可磁场分离的氮掺杂核壳结构铁碳复合水处理材料由零价铁、Fe3O4和石墨型碳为核心成分组成。4.权利要求2所述方法制备的可磁场分离的氮掺杂核壳结构铁碳复合水处理材料，其特征在于，所述的制备过程中不添加其他外来氮源，仅采用含氮的有机配体。5.权利要求1所述的可磁场分离的氮掺杂核壳结构铁碳复合水处理材料，其特征在于，能够活化过氧化物氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐飞，刘超，柳力元，田幸，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11