[发明专利]一种可高效活化过硫酸盐的氮掺杂钴化铁/碳催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氮掺杂钴化铁/碳催化剂，其特征在于，所述氮掺杂钴化铁/碳催化剂为氮掺杂的钴化铁和碳的复合物；所述复合物中，氮掺杂的质量分数为3.5～5％，钴化铁化合物的质量分数为30～55％；所述氮掺杂钴化铁/碳催化剂为花状；

所述复合物中碳元素的质量分数为40～66.5％；

所述氮掺杂钴化铁/碳催化剂的制备方法包括如下步骤：

S1：将氮源在500～550℃下热解获得含氮材料；

S2：将含氮材料、钴源、铁源和碳源均匀混合溶解得到混合溶液，并于170～185℃下进行水热合成反应，经离心，清洗，冷冻干燥获得氮掺杂钴化铁/碳催化剂前体物；

S3：将氮掺杂钴化铁/碳催化剂前体物 于400～500℃下煅烧，即得所述氮掺杂钴化铁/碳催化剂。

2.根据权利要求1所述氮掺杂钴化铁/碳催化剂，其特征在于，所述制备方法S1中氮源为三聚氰胺、尿素或双氰胺中的一种或几种；S2中所述钴源为氯化钴、硫酸钴或硝酸钴中的一种或几种；S2中所述铁源为氯化铁、硫酸铁或硝酸铁中的一种或几种；S2 中所述碳源为N,N二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺或N,N二甲基丙酰胺中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述氮掺杂钴化铁/碳催化剂，其特征在于，所述制备方法S2混合溶液中含氮材料添加的量为0.3～1.5mmol/L；S2所述混合溶液中钴源的添加浓度为10～15mmol/L；S2所述混合溶液中铁源的添加浓度为5～8mmol/L；

S2所述混合溶液中碳源的添加浓度为20～35mmol/L。

4.根据权利要求1所述氮掺杂钴化铁/碳催化剂，其特征在于，所述制备方法S2混合溶液中含氮材料、钴源和铁源的摩尔比为1～2:15:10～12；S2中所述碳源和钴源的摩尔比为2～3:1。

5.根据权利要求1所述氮掺杂钴化铁/碳催化剂，其特征在于，所述制备方法S1中于500～550℃下热解3～3.5h；S2中于60～70℃下混合溶解20～30min；S2中所述水热合成反应时间为20～24h；S2中所述冷冻干燥时间为18～24h；S3中所述煅烧的时间为2～2.5h。

6.根据权利要求1所述氮掺杂钴化铁/碳催化剂，其特征在于，所述制备方法S3中所述煅烧时的保护气体为高纯氮气或氩气中的一种；S3中煅烧前的升温速率为2～2.5℃/min。

7.权利要求1～6任一所述氮掺杂钴化铁/碳催化剂在活化过硫酸盐降解有机污染物中的应用。