[发明专利]一种负载铁的复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种负载铁的复合材料，其特征在于，

所述复合材料以碳材料为载体，在载体上负载有铁。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，

所述碳材料为活性炭或石墨化碳，优选为石墨化碳(PGC)，优选地，提供所述碳材料的碳源为有机碳源，优选为碳氮化合物，更优选为三聚氰胺、二氰二胺、尿素、单氰胺中的一种或多种，尤其优选为三聚氰胺。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，

所述铁选自铁单质和铁的化合物之一或多种，

所述铁单质为零价铁，优选为纳米级铁，

所述铁的化合物为铁的氧化物或铁的碳化物，优选为铁的氧化物，

更优选地，所述碳材料负载铁的方式为嵌入式，优选铁通过化学键的方式嵌入碳骨架中。

4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，

所述复合材料的比表面积为50m²/g～130m²/g，孔体积为0.05cm³/g～0.3cm³/g，孔隙率为4nm～10nm。

5.一种制备权利要求1～4之一所述负载铁的复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤(1)，将碳源和铁源混合；

步骤(2)，将步骤(1)得到的混合物煅烧，得到负载铁的复合材料。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

步骤(1)中，所述碳源为有机碳源，优选为碳氮化合物，更优选为三聚氰胺、二氰二胺、尿素、单氰胺中的一种或多种，尤其优选为三聚氰胺，

所述铁源为铁盐或亚铁盐，优选为铁盐，更优选为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、醋酸铁中的一种，尤其优选为氯化铁。

所述碳源与铁源的摩尔比为5～10:1，优选为6～9:1，更优选为8:1。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

步骤(1)中，将混合的碳源和铁源在50℃～100℃下搅拌，优选在60℃～90℃下搅拌，更优选在80℃下搅拌。

步骤(2)中，所述煅烧在通入惰性气体的氛围下进行，优选在煅烧之前开始通入惰性气体，

惰性气体的流量为30mL/min～70mL/min，优选为40mL/min～60mL/min，更优选为50mL/min。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

步骤(2)中，所述煅烧的温度为680℃～1000℃，优选为700℃～900℃，更优选为700℃，和/或

通过一定升温速率升温至煅烧温度，所述升温速率为3℃/min～10℃/min，优选为4℃/min～8℃/min，更优选为5℃/min，和/或

在煅烧温度下保温1h～4h，优选1.5h～3h，更优选2h。

9.根据权利要求5至8之一所述的方法，其特征在于，

步骤(2)中，得到的负载铁的复合材料以碳材料为载体，在载体上负载有铁，优选铁通过化学键的方式嵌入碳骨架中，

根据其XRD分析，其在衍射角2θ为44.7°和65.1°处分别存在晶面衍射峰。

10.根据权利要求1至4之一所述的负载铁的复合材料或根据权利要求5至9之一所述的方法制备的负载铁的复合材料的应用，尤其是处理有机染料污水方面的应用。