[发明专利]一种α或γ-Fe改性Fe-N-C材料的制备方法及应用

权利要求书

1.一种α或γ-Fe改性Fe-N-C材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、合成Fe-ZIF-8-x的前体；

S2、通过水热法用Fe³⁺取代类沸石结构中的部分Zn²⁺来获得Fe-ZIF-8-x，以实现均匀的Fe掺杂；

S3、然后通过热解和酸洗步骤将ZIFs转化为Fe-N-C-x催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种α或γ-Fe改性Fe-N-C材料的制备方法，其特征在于：合成Fe-ZIF-8-x的前体具体步骤包括如下：

1)以Fe改性的沸石咪唑骨架-8纳米晶体为前驱体，将2-甲基咪唑溶于烧杯中的甲醇中，并用A溶液标记此溶液；

2)在搅拌下将六水合硝酸锌和乙酰丙酮铁溶于另一烧杯中的甲醇中，以形成用B溶液标记的澄清溶液；

3)将B溶液倒入A溶液中，持续搅拌，将所得悬浮液转移到聚四氟乙烯容器中，密封严密，并在高压釜中加热；

4)冷却至室温后，离心沉淀，用甲醇洗涤，并干燥过夜，标记为Fe-ZIF-8-x。

3.根据权利要求2所述的一种α或γ-Fe改性Fe-N-C材料的制备方法，其特征在于：通过改变乙酰丙酮铁的量，用相同的步骤制备出Fe-ZIF-8-1、Fe-ZIF-8-2、Fe-ZIF-8-3、Fe-ZIF-8-4和Fe-ZIF-5。

4.根据权利要求3所述的一种α或γ-Fe改性Fe-N-C材料的制备方法，其特征在于：通过在不存在乙酰丙酮铁情况下，以相同的方式合成ZIF-8作为对比。

5.根据权利要求1所述的一种α或γ-Fe改性Fe-N-C材料的制备方法，其特征在于：合成Fe-N-C-x催化剂的具体步骤包括如下：

1)首先将所获得的Fe-ZIF-8-x放入瓷舟中，在流动的氩气气氛下将瓷舟置于密封石英管的中心，然后将温度缓慢升高，并以5℃/min的斜率维持3h；

2)当煅烧过程结束并且炉冷却时，将获得的黑色粉末在硫酸中浸泡24小时，离心，用水洗涤，并在真空下干燥，将样品标记为Fe-N-C-x以供进一步使用。

6.一种基于权利要求1-5任一项所述的α或γ-Fe改性Fe-N-C材料的制备物在处理有机污染物中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，具体包括以下步骤：采用污染物的降解来评价催化剂的PMS活化性能，通过将一定量的催化剂粉末以固定浓度分散到充满有机污染物的溶液中，当达到吸附-解吸平衡时，加入Oxone立即开始反应，在给定的时间间隔内，取出样品，用膜纯化，与硫代硫酸钠混合，并进行分析。