[发明专利]一种新型结构的铁碳复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种新型结构的铁碳复合材料，其特征在于：所述铁碳复合材料包括以微米级的活性炭微球为复合材料的载体，纳米级单质铁均匀扩散到炭微球的空隙内及表面。

2.根据权利要求1所述的一种新型结构的铁碳复合材料，其特征在于：所述活性炭微球是通过悬浮聚合法制备，所述的铁碳复合材料的制得是通过结合传统的铁碳复合材料制备工艺并包覆酚醛树脂经碳化，再经空烧，利用柯肯达尔效应来完成该复合材料的制备。

3.一种如权利要求1所述新型结构的铁碳复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、微米级的活性炭微球的制备：通过悬浮聚合法来制备活性炭微球；

S2、铁碳复合材料的制备：以S1中制备得到活性炭微球为载体，通过还原剂硼氢化钾还原FeSO₄·7H₂O,并包覆酚醛树脂经碳化及利用柯肯达尔效应在空气中加热，制备得到铁碳复合材料。

4.根据权利要求3要求所述的新型结构的铁碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1微米级活性炭微球的制备，具体包括以下步骤：

S1.1、先将苯酚与甲醛的摩尔比为1：2-2.5的混合物溶于300ml水中，然后将10g三乙胺和1.7g阿拉伯树胶粉混合；

S1.2、然后整个体系在95-97⁰C的温度下反应5小时，通过抽滤从反应液中收集酚醛树脂微球，并用水和乙醇反复洗涤，最后在60⁰C干燥；

S1.3、将酚醛树脂微球放入带坩埚的高温气氛炉中，通过在800⁰C的温度下在氮气气氛中炭化2小时来收集碳微球并冷却至室温，将碳微球放入带坩埚的高温气氛炉中，活性炭微球通过在1000⁰C-1100⁰C的二氧化碳气氛下活化1.5小时而收集，自然冷却至室温，其中，所述高温气氛炉的升温速率为3⁰C/min。

5.根据权利要求3所述的新型结构的铁碳复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2铁炭复合材料的制备，具体包括以下步骤：

S2.1、取微米级活性炭微球置于配制醇水比为3:7的100ml溶液，将1.986gFeSO₄·7H₂O溶于该溶液中；

S2.2、将传统铁碳复合材料在氮气流3Lmin^-1下以3⁰C/min的加热速度分别加热至400⁰C、500⁰C、600⁰C、700⁰C，800⁰C，整个加热过程保持30min，温度自然冷却降到室温后于氮气瓶中保存；

S2.3、将传统铁碳复合材料经过温度处理后，置于已经溶解了酚醛树脂的乙醇溶液，充分浸泡90min后，较低温度下烘干；置于管式炉内通氮气流3Lmin^-1状态下，以3⁰C/min的升温速率升温到800⁰C，保温2h，自然冷却将气氛炉冷却至室温；最后置于马弗炉内通空气状态下，加热至280⁰C保温60min，自然冷却降温至室温，并进氢气还原后保存。

6.根据权利要求5所述的新型结构的铁碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2.3中的乙醇溶液在使用之前需要进行脱氧处理。