一种Fe/N/S三掺杂双层空心介孔碳材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种Fe/N/S三掺杂双层空心介孔碳材料及其制备方法与应用。所述的Fe/N/S三掺杂双层空心介孔碳材料通过简易牺牲模板法形成具有复杂多壳结构的催化材料，并且可应用于处理废水中的对硝基苯酚。本发明专利技术所述的催化材料涉及多元素掺杂的化学组成可以提供丰富的活性位点；独特的中空双层介孔结构可以充分暴露活性位点和促进反应物传质；催化材料在多次重复使用中，能够保持良好的化学和机械稳定性。

A Fe/N/S Tri-doped Double-Layer Hollow Mesoporous Carbon Material and Its Preparation and Application

The invention discloses a Fe/N/S tri-doped double-layer hollow mesoporous carbon material and its preparation method and application. The Fe/N/S tri-doped double-layer hollow mesoporous carbon material forms a catalytic material with complex multi-shell structure by simple sacrificial template method, and can be applied to the treatment of p-nitrophenol in wastewater. The catalytic material of the invention relates to the chemical composition of multi-element doping, which can provide abundant active sites; the unique hollow double-layer mesoporous structure can fully expose active sites and promote mass transfer of reactants; and the catalytic material can maintain good chemical and mechanical stability in repeated use.

【技术实现步骤摘要】
一种Fe/N/S三掺杂双层空心介孔碳材料及其制备方法与应用(一)
本专利技术属于材料制备及环境
，涉及一种Fe/N/S三掺杂双层空心介孔碳材料及其制备方法与应用。(二)
技术介绍
硝基苯类化合物属于剧毒化学品，是美国环保局(EPA)和我国68种优先控制有毒有机污染物之一。此类化合物排入水环境时，难溶于水且在水中具有极高的稳定性，为生物难降解化合物，由此造成水体的持久性污染，因此含硝基苯化合物废水的净化一直是我国乃至世界的技术难题。另外，硝基苯类物质的还原产物——苯胺类化合物的毒性相对低很多，而且为可生物降解化合物，同时还是极为重要的化学品中间体，主要用于医药、染料、表面活性剂、聚合物和农用化学品等的生产。因此硝基苯到苯胺的转化，既能实现硝基苯类物质的毒性降低，也能成为生产苯胺类化合物的重要途径。贵金属纳米颗粒(如Au、Ag、Pd等)由于独特的物化性质表现出高效的催化还原硝基苯类化合物活性，由此衍生了大量基于贵金属纳米颗粒催化剂的研究报道。但是贵金属材料成本高昂，寻求具有优异催化性能的廉价非贵金属催化剂(NPMCs)作为其替代品，多年来一直是此领域的研究热点。一般来说，NPMCs本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Fe/N/S三掺杂双层空心介孔碳材料，其特征在于：所述的Fe/N/S三掺杂双层空心介孔碳材料按照如下方法进行制备：(1)将FeCl3·6H2O和CH3COONa溶解在乙二醇中，搅拌均匀得到混合液，将所述的混合液于195～205℃常压下进行水热反应20小时，得到混合物经后处理得到多孔Fe3O4微球；所述FeCl3·6H2O和CH3COONa的质量比为1:2.5～3；(2)将步骤(1)制备得到的中空多孔Fe3O4颗粒超声分散在无水乙醇中形成浓度为87～90g/L的Fe3O4颗粒分散液，然后向所述的分散液中依次加入吡咯和噻吩，继续超声处理110～130分钟得到反应液，然后向所述的反应液中依次...

【技术特征摘要】
1.一种Fe/N/S三掺杂双层空心介孔碳材料，其特征在于：所述的Fe/N/S三掺杂双层空心介孔碳材料按照如下方法进行制备：(1)将FeCl3·6H2O和CH3COONa溶解在乙二醇中，搅拌均匀得到混合液，将所述的混合液于195～205℃常压下进行水热反应20小时，得到混合物经后处理得到多孔Fe3O4微球；所述FeCl3·6H2O和CH3COONa的质量比为1:2.5～3；(2)将步骤(1)制备得到的中空多孔Fe3O4颗粒超声分散在无水乙醇中形成浓度为87～90g/L的Fe3O4颗粒分散液，然后向所述的分散液中依次加入吡咯和噻吩，继续超声处理110～130分钟得到反应液，然后向所述的反应液中依次加入去离子水和质量浓度为18～19％盐酸水溶液，超声处理140～160分钟，得到的反应混合物经离心处理，得到的沉淀物经后处理得到双层空心Fe-Pm微球；所述吡咯、噻吩、去离子水、盐酸水溶液和Fe3O4颗粒分散液的体积比为0.09～0.11：0.03～0.04：4.5～5：0.9～1.1：1；(3)将步骤(2)制备得到的双层空心Fe-Pm微球在氩气氛围下，在948～952℃下碳化55～65分钟后，得到Fe/N/S三掺杂双层空心介孔碳材料。2.如权利要求1所述的Fe/N/S三掺杂双层空心介孔碳材料，其特征在于：步骤(1)中，所述乙二醇体积用量以所述的FeCl3·...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾滔，赖维顺，张海燕，宋爽，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33