氮掺杂碳材料

一、产品简介

氮掺杂碳材料具有稳定性高、毒性低且成本低的特点，是一种具有光明前景的材料，以其为模板（前驱物）制备的衍生碳基材料是一种优良的催化剂。本产品以九水硝酸铁、均苯三甲酸、乙醇制备凝胶材料，它具有简单、绿色无危险、室温条件下即可快速合成的优点，通过外加氮源在高温的条件下热解制备了氮掺杂衍生碳材料，以磺胺二甲嘧啶为目标污染物，研究其活化PMS的催化性能，并对降解机理进行研究。此材料将会为后续以Fe基MOFs为模板制备碳材料提供一种新思路。

从宏观角度来看，高温煅烧后形成的产品均为黑色粉末状。通过扫描电镜图可以看出，产品表面形成了碳纳米管，以双氰胺为氮源的产品表面的碳纳米管为竖状，分布比较杂乱，碳纳米管的尾部有小颗粒，可能为金属Fe；以三聚氰胺为氮源的产品出现了更密集的碳纳米管，且碳纳米管排列更为有序。

图1 产品图示及扫描电镜图

二、产品专利

三、修复效果

为了探究制备产品对不同污染物的适用性，选择磺胺甲恶唑、卡马西平、苯酚、亚甲基蓝这四种污染物为代表。在1min左右，催化剂对亚甲基蓝去除率就达到60%。产品前期对苯酚的降解略慢于亚甲基蓝，但在15min左右，也被降解完全。产品对磺胺甲恶唑与卡马西平的降解效果略差一点，但在30min内也有98%、97%的去除率。该产品对各类污染物均有较好的降解效果，对污染物的氧化具有普适性。

四、应用效果

制备的Fe-BTC凝胶/氮源衍生氮掺杂碳材料可用于降解磺胺二甲基嘧啶，如图2所示，经30min后的降解，磺胺二甲基嘧啶去除率大约99%，且发现不加PMS，Fe-C-N（M）对磺胺二甲基嘧啶的吸附去除率仅为50%，而不加催化剂只加过一硫酸盐时，去除率只有1.69%左右。图2中，Fe-C为未加氮源时制备的材料。

图2 合成材料活化PMS降解SMZ的效果