[发明专利]一种负载单原子铁的氮掺杂多孔碳催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种负载单原子铁的氮掺杂多孔碳催化剂，其特征是，由掺氮多孔碳和单原子铁组成，单原子铁分布在掺氮多孔碳表面和内部。

2.根据权利要求1所述的负载单原子铁的氮掺杂多孔碳催化剂，其特征是，含有1.03-1.51wt％的单原子铁。

3.一种负载单原子铁的氮掺杂多孔碳催化剂的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

S1、将氧化镁粉末在氮气中以10℃每分钟升温速率至45℃，然后煅烧1h，得到多孔氧化镁模板；

S2、将9.7g1-丁基-3-甲基咪唑溴化物和24.7g六水合三氯化铁溶解于100mL无水乙醇中,在室温下经过12h的搅拌后，通过旋蒸除去无水乙醇并在80℃下干燥12h得到前驱体溶液；

S3、将前驱体溶液置于管式炉中，并在氮气保护下以5℃/min升温速率加热至750℃，然后煅烧1h，得到包含铁物质和单原子铁催化剂的复合材料；

S4、将复合材料至于浓盐酸中搅拌12h，过滤得到固体，再干燥12h，得到负载单原子铁的氮掺杂多孔碳催化剂。

4.根据权利要求3所述的负载单原子铁的氮掺杂多孔碳催化剂的制备方法，其特征是，步骤S2还包括，在前驱体溶液中加入0.5-2g多孔氧化镁，并将前驱体溶液在常温下搅拌12h。

5.一种采用负载单原子铁的氮掺杂多孔碳催化剂来催化胺类化合物的选择性氧化反应的方法，其特征是，包括以下步骤：

D1、将负载单原子铁的氮掺杂多孔碳催化剂与胺类化合物在溶剂中混合均匀；其中，所述负载单原子铁的氮掺杂多孔碳催化剂与所述胺类化合物的质量比为1:6.7–13.4，所述负载单原子铁的氮掺杂多孔碳催化剂与溶剂的质量比为(0.0046–0.009):1；

D2、氧气或空气气氛下在加热搅拌的条件下，进行胺类的选择性氧化反应。

6.根据权利要求5所述的采用负载单原子铁的氮掺杂多孔碳催化剂来催化胺类化合物的选择性氧化反应的方法，其特征是，所述溶剂为对二甲苯或乙腈。

7.根据权利要求5所述的采用负载单原子铁的氮掺杂多孔碳催化剂来催化胺类化合物的选择性氧化反应的方法，其特征是，反应温度为80℃至120℃，反应时间为4小时。