[发明专利]一种石墨烯包覆四氧化三铁微球的类Fenton催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明公开一种石墨烯包覆四氧化三铁微球的类Fenton催化剂及其制备方法和应用，石墨烯完整包覆Fe3O4颗粒。以无机铁盐和氧化石墨烯的水溶液为前驱体，采用喷雾干燥技术快速制备氧化石墨烯包覆的铁盐前驱体微球，并在保护气氛下煅烧还原，得到目标产物。该石墨烯包覆四氧化三铁微球的类Fenton催化剂在过氧化氢水溶液的协同下，具有较好的催化效率和很好的稳定性，并可以通过简单的外磁场分离取得回收和再重复利用，降低成本，是一种环境友好型材料。

主权项

一种石墨烯包覆四氧化三铁微球的类 Fenton 催化剂的制备方法，以无机铁盐和氧化石墨烯的水溶液为前驱体，采用喷雾干燥技术快速制备氧化石墨烯包覆的铁盐前驱体微球，并在保护气氛下煅烧还原，得到目标产物；其特征在于，包括如下步骤：（1）将氧化石墨烯水分散液与无机铁盐加入去离子水中，在超声波中震荡 10～60 min，得到前驱体溶液；所述无机铁盐为硝酸铁、硝酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁或上述铁盐的混合物；所述前驱体溶液中铁离子浓度为 0.1～1.0 mol/L；所述前驱体溶液中氧化石墨烯浓度 0.1～50 g/L；（2）将步骤（1）的前驱体溶液利用蠕动泵或者注射泵以一定的速度注入喷雾干燥机中进行喷雾干燥，得到氧化石墨烯包覆的铁盐前驱体微球粉末；喷雾干燥采用的工艺参数为：进料速度为 4～20 mL/min，压缩空气压力为 0.2～0.6 MPa，喷嘴处的温度为 200～250℃，出口温度为 130～150℃；（3）将步骤（2）得到的氧化石墨烯包覆的铁盐前驱体微球粉末在保护性气氛中煅烧 0.5～5 h，保护气流量为 30～100mL/min，升温速率为 1～10℃/min，煅烧温度为 300～1000℃；然后，随炉冷却至室温，即得到石墨烯包覆 Fe3 O4 微球；所述保护气体是 N2 、Ar、CO2 、H2 、惰性稀有气体或其混合气；所述石墨烯完整包覆 Fe3 O4 颗粒，所述 Fe3 O4 颗粒的粒径为 0.5～5 μm；所述石墨烯的重量百分含量为 1～60 wt%，包覆厚度 2～10 nm。