氮摻雜碳材料

一、產品簡介

氮摻雜碳材料具有穩定性高、毒性低且成本低的特點，是一種具有光明前景的材料，以其為模板（前驅物）制備的衍生碳基材料是一種優良的催化劑。本產品以九水硝酸鐵、均苯三甲酸、乙醇制備凝膠材料，它具有簡單、綠色無危險、室溫條件下即可快速合成的優點，通過外加氮源在高溫的條件下熱解制備了氮摻雜衍生碳材料，以磺胺二甲嘧啶為目標污染物，研究其活化PMS的催化性能，并對降解機理進行研究。此材料將會為后續以Fe基MOFs為模板制備碳材料提供一種新思路。

從宏觀角度來看，高溫煅燒后形成的產品均為黑色粉末狀。通過掃描電鏡圖可以看出，產品表面形成了碳納米管，以雙氰胺為氮源的產品表面的碳納米管為豎狀，分布比較雜亂，碳納米管的尾部有小顆粒，可能為金屬Fe；以三聚氰胺為氮源的產品出現了更密集的碳納米管，且碳納米管排列更為有序。

圖1 產品圖示及掃描電鏡圖

二、產品專利

三、修復效果

為了探究制備產品對不同污染物的適用性，選擇磺胺甲惡唑、卡馬西平、苯酚、亞甲基藍這四種污染物為代表。在1min左右，催化劑對亞甲基藍去除率就達到60%。產品前期對苯酚的降解略慢于亞甲基藍，但在15min左右，也被降解完全。產品對磺胺甲惡唑與卡馬西平的降解效果略差一點，但在30min內也有98%、97%的去除率。該產品對各類污染物均有較好的降解效果，對污染物的氧化具有普適性。

四、應用效果

制備的Fe-BTC凝膠/氮源衍生氮摻雜碳材料可用于降解磺胺二甲基嘧啶，如圖2所示，經30min后的降解，磺胺二甲基嘧啶去除率大約99%，且發現不加PMS，Fe-C-N（M）對磺胺二甲基嘧啶的吸附去除率僅為50%，而不加催化劑只加過一硫酸鹽時，去除率只有1.69%左右。圖2中，Fe-C為未加氮源時制備的材料。

圖2 合成材料活化PMS降解SMZ的效果