一种三维中空结构的铁/氮掺杂的碳基催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种三维中空结构的铁/氮掺杂的碳基催化剂及其制备方法和应用；该催化剂的内部具有空腔，铁元素以单原子配位形式存在；所述的空腔通过在纳米硅球上原位生成含碳氮前驱体并嵌入含铁分子后煅烧，再利用碱溶液去除纳米硅球的方式得到。本发明专利技术在纳米硅球上形成含碳氮前驱体，并基于前驱体形成铁/氮掺杂的碳基催化剂，通过碱溶液去除纳米硅球后使得催化剂形成中空结构，从而显著加速传质，增加位点暴露的效果。此外，本发明专利技术在前驱体中嵌入乙酰丙酮铁分子；通过煅烧形成碳氮材料，以及铁氮四结构，所得催化剂的分子结构中金属元素以单原子配位形式存在，没有金属溶出的危害，并具有极大的比表面积和丰富的孔结构。并具有极大的比表面积和丰富的孔结构。并具有极大的比表面积和丰富的孔结构。

【技术实现步骤摘要】
一种三维中空结构的铁/氮掺杂的碳基催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种三维中空结构的铁/氮掺杂的碳基催化剂及其制备方法，以及在活化单过硫酸盐处理难降解有机污染废水方面的应用。

技术介绍

[0002]近年来，随着现代工艺的快速发展，药物、个人护理用品、内分泌干扰物等难降解有机污染物的产生逐渐增多，从而引起广泛关注，但由于其浓度低、难降解的特点，传统污水处理技术难以对其进行有效去除，因此亟需一种绿色环保且经济高效的技术对其进行处理。由此，基于硫酸根自由基的高级氧化技术(SR
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AOPs)开始走进研究者的视野。SR
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AOPs是近年来发展起来的以硫酸根自由基(SO4·
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)为主要活性物种去除难降解有机污染物的一种新型高级氧化技术。PMS是一种极具水溶性的新型氧化剂，具有不对称结构，O
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O键能量较低更易被活化，SO4·
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氧化还原电位与
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OH(1.8～2.7V)相近甚至更高；SO4·
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>在酸性、中性条件下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维中空结构的铁/氮掺杂的碳基催化剂，其特征在于：内部具有空腔，铁元素以单原子配位形式存在；所述的空腔通过在纳米硅球上原位生成含碳氮前驱体并嵌入含铁分子后煅烧，再利用碱溶液去除纳米硅球的方式得到。2.根据权利要求1所述的一种三维中空结构的铁/氮掺杂的碳基催化剂，其特征在于：所述的含碳氮前驱体采用共价三嗪骨架；所述的含铁分子采用乙酰丙酮铁；乙酰丙酮铁嵌入到共价三嗪骨架的孔隙中。3.一种三维中空结构的铁/氮掺杂的碳基催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、将对苯二甲腈溶于三氟甲烷磺酸后，加入纳米硅球并混合均匀；步骤二、对步骤一所得混合物进行加热聚合；经水洗、分离后得到沉淀物；步骤三、将步骤二所得沉淀物干燥、研磨后，得到白色粉末；将所得白色粉末与乙酰丙酮铁共同加入甲醇中进行搅拌；对固液分离后得到的固态产物进行煅烧；步骤四、对步骤三所得产物依次使用酸液浸泡和碱洗，得到铁/氮掺杂的碳基催化剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述三氟甲烷磺酸与对苯二甲腈的摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾滔，陈洪，黄喆青，宋爽，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：