[发明专利]一种CoFe2O4/N/C空心纳米球及其制备与应用

权利要求书

1.一种CoFe₂O₄/N/C空心纳米球，其特征在于所述纳米球以SiO₂纳米球为模板，在pH8-9的条件下使多巴胺与钴、铁金属离子络合在模板上生成聚合物壳层，碳化退火后形成负载有CoFe₂O₄金属纳米粒子的氮掺杂碳材料，最后用强碱去除SiO₂模板制备成CoFe₂O₄/N/C空心纳米球。

2.如权利要求1所述CoFe₂O₄/N/C空心纳米球，其特征在于所述聚合物壳层按如下方法制备：将SiO₂纳米球加入到去离子水a中，超声混匀后加入多巴胺，Co(NO₃)₂·6H₂O和FeCl₂·4H₂O，调节pH至8.0～9.0，在室温下激烈搅拌，离心，沉淀用去离子水b洗涤后真空干燥，获得模板上生成聚合物壳层的纳米球；所述SiO₂纳米球与多巴胺，Co(NO₃)₂·6H₂O和FeCl₂·4H₂O的质量比为1：0.87～1.1：0.06～0.18：0.12～0.2；所述去离子水a体积用量以SiO₂纳米球重量计为1～1.3ml/g。

3.如权利要求1所述CoFe₂O₄/N/C空心纳米球，其特征在于所述碳化退火条件为：以3℃/min的升温速率升温至700～800℃，并保持1.5～2.5h，获得氮掺杂碳材料。

4.如权利要求1所述CoFe₂O₄/N/C空心纳米球，其特征在于所述模板去除方法为：将碳化后的氮掺杂碳材料与1.5～2mol/L氢氧化钠水溶液或质量浓度25-28％氨水混合，在70～90℃反应去除SiO₂纳米球模板，离心、洗涤、真空干燥，制得所述CoFe₂O₄/N/C空心纳米球。

5.一种权利要求1所述CoFe₂O₄/N/C空心纳米球的制备方法，其特征在于所述方法为：(1)将SiO₂纳米球加入到去离子水a中，超声混匀后加入多巴胺，Co(NO₃)₂·6H₂O和FeCl₂·4H₂O，调节pH至8.0～9.0，在室温下激烈搅拌，离心，沉淀用去离子水b洗涤后真空干燥，获得表面生成聚合物壳层的纳米球；所述SiO₂纳米球与多巴胺，Co(NO₃)₂·6H₂O和FeCl₂·4H₂O的质量比为1：0.87～1.1：0.06～0.18：0.12～0.2；所述去离子水a体积用量以SiO₂纳米球重量计为1～1.3ml/g；

(2)将步骤(1)表面生成聚合物壳层的纳米球在氩气保护氛围中，以3℃/min的升温速率升温至700～800℃，并保持1.5～2.5h碳化退火，获得碳化后的材料；

(3)将步骤(2)碳化后的材料与1.5～2mol/L氢氧化钠水溶液或质量浓度25-28％氨水混合，在70～90℃反应去除SiO₂纳米球模板，离心、洗涤、真空干燥，制得所述CoFe₂O₄/N/C空心纳米球。

6.如权利要求5所述CoFe₂O₄/N/C空心纳米球的制备方法，其特征在于步骤(3)洗涤是用体积比1:1的乙醇和去离子水的混合溶液洗涤3～5次。

7.一种权利要求1所述CoFe₂O₄/N/C空心纳米球在降解有机污染物中的应用。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于所述有机污染物为含1～100mg/L亚甲基蓝、1～100mg/L诺氟沙星或1～100mg/L苯酚的废水。