一种碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115845887A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211645586.8C02F101/34(2006.01)(22)申请日2022.12.15(71)申请人南昌航空大学地址330000江西省南昌市丰和南大道696号(72)发明人吴美凤陈芊金利平周凡邹建平(74)专利代理机构南昌丰择知识产权代理事务所(普通合伙)36137专利代理师张荣(51)Int.Cl.B01J27/22(2006.01)B01J35/02(2006.01)C02F1/72(2023.01)C02F101/30(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂及其制备方法，涉及水体环境治理功能性材料及其制备技术，其是以具有独特结构和固定金属组分比的Anderson型多金属氧酸盐FeMo6和三聚氰胺作为双金属源和碳源前驱体，后使用煅烧法一步合成的碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂。该催化剂克服了传统铁基催化剂易团聚及催化活性不足的缺点，从而能够快速激活PMS产生大量的活性氧来高效去除水体中的难降解有机污染物，且该催化剂稳定性好，可循环使用，有希望成为实际水体环境修复和治理的候选者。本发明采用直接煅烧法，工艺简单、成本低、制备条件易于控制且可大规模生产，符合实际生产需要，有较大的应用潜力。CN115845887ACN115845887A权利要求书1/1页1.一种碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂，其特征在于：所述碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂为Fe‑Mo2C@C催化剂，以Anderson型多金属氧酸盐为双金属源前躯体，在氩气中直接煅烧合成的。2.一种根据权利要求1所述的碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂的制备方法，其特征在于，主要步骤为：(1)预先合成一定量的双金属源前驱体Anderson型多金属氧酸盐(NH4)3[Fe(III)Mo6O24H6]·6H2O，即FeMo6；(2)将FeMo6与三聚氰胺通过固体研磨的方法均匀混合，后在氩气中煅烧制得碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂，即Fe‑Mo2C@C催化剂。3.根据权利要求2所述的一种碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的Anderson型多金属氧酸盐的制备过程如下：(i)将1.00～2.00g的硫酸铁溶于20mL去离子水中，搅拌至溶解完全，再倒入正在沸腾的100mL浓度为45～65mg/mL七钼酸铵水溶液中；(ii)将上述所得的水溶液进一步蒸发15～20min，冷却至室温，得到黄色晶体，后过滤收集产物，真空干燥过夜，制得双金属源前驱体FeMo6。4.根据权利要求2所述的一种碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中将FeMo6与三聚氰胺通过固体研磨的方法均匀混合，后在氩气中煅烧制得碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂，具体制备过程如下：(i)将0.12～0.36gFeMo6与1.0‑3.0g三聚氰胺通过固体研磨的方法混合均匀得固体粉末；(ii)将上述得到的固体粉末放入刚玉舟中，在氩气下先于500～600℃煅烧1h，后与700～900℃下保持4h，得到黑色粉末；(iii)黑色粉末产物经稀盐酸处理去除残留金属物种及金属氧化物，最终制得碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂，即Fe‑Mo2C@C。5.根据权利要求3所述一种碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(i)中45～65mg/mL七钼酸铵水溶液为4.5～6.5g四水合七钼酸铵加入100mL水中，后在120～150℃下加热直至沸腾。6.根据权利要求4所述一种碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(iii)中稀盐酸的浓度为0.1～0.2M。7.一种根据权利要求1所述的碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂的应用，其特征在于，Fe‑Mo2C@C催化剂用于直接活化PMS降解水体中的难降解有机污染物。8.根据权利要求7所述的一种碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂的应用，其特征在于，Fe‑Mo2C@C催化剂与PMS共用，用于氧化降解水体中的苯酚。2CN115845887A说明书1/5页一种碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂及其制备方法技术领域[0001]本发明属于水体环境治理功能性材料及其制备技术，具体涉及一种降解水体中有机污染物的碳包裹铁掺杂碳化钼催化剂及其制备方法。背景技术[0002]近年来，水污染已成为当今世界最为显著的环境问题之一。其中，酚类化合物是我国废水中常见的有机污染物，其主要来源于工业排放，如煤化工、农药、涂料、制药、造纸印染业等。苯酚作为酚类化合物中结构最简单的物质，是一类主要的化工原料或生产的中间产物。相关研究表明，苯酚即使在低浓度下也会对人类和生态环境造成严重危害。因此，迫切需要一种高