10.3969/j.issn.0253-2417.2022.02.009
生物质衍生Fe-N-C多孔炭材料的制备及其对硝基苯的催化还原性能
以价格低廉的杉木屑为原料,与尿素和FeCl3·6H2 O按照质量比1:1:2混合,在700～1000℃下炭化制备负载铁的氮掺杂多孔炭材料(Fe-N-C).对不同温度下所制备炭材料的元素组成、结构和表面化学等进行分析,并考察其对硝基苯的催化还原性能.研究结果表明:炭化温度对负载铁和掺杂氮物种有显著影响,700℃时制备的多孔炭材料(Fe-N-C-700)中铁物种主要为Fe3O4,氮物种主要为吡啶氮和吡咯氮,随着温度升高铁物种主要以金属铁为主,同时部分吡啶氮转变为石墨氮.当温度为900℃时,所制备的多孔炭材料(Fe-N-C-900)含铁量为43.42％,含氮量为2.19％,其中石墨氮37.7％,吡啶氮23.8％,吡咯氮22.9％,氧化氮15.6％,在55℃下反应2.5 h时催化还原硝基苯的转化率和选择性接近100％,这与Fe-N-C-900负载的金属铁和石墨氮之间的协同作用有关.当Fe-N-C-900催化还原带有给电子基团如甲基、氨基、羟基的硝基芳烃时,能够以较高的转化率和选择性得到相应产物.此外,当硝基芳烃上带有吸电子基团如氯、碘时,反应时间需要延长至4 h,反应物转化率可以达到97.3％以上,生成的产物选择性大于99％,表明Fe-N-C-900对不同底物表现出良好的普适性.此外,利用该催化剂的磁性对其进行回收,循环使用5次后,催化性能没有明显降低,硝基苯的转化率仍达到98.3％,产物选择性为96.5％,展现出良好的稳定性.
杉木屑、多孔炭材料、掺杂、催化剂
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TQ35
国家自然科学基金;福建省自然科学基金资助项目;福建农林大学科技创新专项基金
2022-05-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共8页
63-70
