[发明专利]二维氮化碳载铁单原子催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种二维氮化碳载铁单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将三聚氰胺和三聚氰酸分别加热溶解于水中，混合使二者组装，之后将所得沉淀进行离心、烘干，得超分子组装体；

步骤2：将步骤1的超分子组装体与含铁前驱体混合，通过球磨使含铁前驱体插入超分子组装体层间，得含铁超分子；

步骤3：将步骤2的含铁超分子在惰性气体保护下进行煅烧，得二维氮化碳载铁单原子催化剂。

2.根据权利要求1所述的二维氮化碳载铁单原子催化剂的制备方法，其特征在于：三聚氰胺和三聚氰酸溶液的浓度均为0.02～0.5mol/L，且三聚氰胺和三聚氰酸的摩尔比为0.5～5∶1。

3.根据权利要求1所述的二维氮化碳载铁单原子催化剂的制备方法，其特征在于：步骤1中的加热温度为50～90℃，反应时间为2～12h；离心转速为6000～10000r/min，离心时间为3～10min；烘干温度为60～80℃，烘干时间为12～36h。

4.根据权利要求1所述的二维氮化碳载铁单原子催化剂的制备方法，其特征在于：步骤2中超分子组装体与含铁前驱体的摩尔比为1∶0.4～1∶1；球磨转速为1000～3000r/min；球磨时间为10～60min。

5.根据权利要求4所述的二维氮化碳载铁单原子催化剂的制备方法，其特征在于：含铁前驱体选自二价铁盐、三价铁盐中一种或两种；所述二价铁盐为氯化亚铁、硝酸亚铁、硫酸亚铁、醋酸亚铁中任意一种或几种；所述三价铁盐为乙酰丙酮铁、氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、醋酸铁中任意一种或几种。

6.根据权利要求1所述的二维氮化碳载铁单原子催化剂的制备方法，其特征在于：步骤3中煅烧温度为500～1000℃，升温速率为1～10℃/min，煅烧时间为1～4h。

7.一种二维氮化碳载铁单原子催化剂，其特征在于：是由权利要求1～6任一项所述的制备方法制成的。

8.一种如权利要求7所述的二维氮化碳载铁单原子催化剂在降解高盐废水中有机污染的应用，其特征在于，包括以下处理步骤：将二维氮化碳载铁单原子催化剂与含有机污染物的溶液混合后，加入过硫酸盐进行反应，降解溶液中的有机污染物。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：二维氮化碳载铁单原子催化剂、过硫酸盐以及有机污染物的质量浓度比为1～6∶2.5～25∶1。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸氢钾复合盐中的任意一种或几种。