CN112108169A - 一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于活化过硫酸盐用固体催化剂技术领域，具体公开了一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：(1)先将氮源分散到有机溶剂中，再加入作为前驱体的非贵金属‑MOF纳米颗粒，于60℃下搅拌混合，得到复合物分散液；其中，氮源与非贵金属‑MOF的质量比为(1～20):1；(2)然后将复合物分散液滴加到经过酸化处理的碳布上，热解后得到碳布负载氮掺杂石墨烯材料。未采用牺牲元素和贵金属，以碳布为基底，通过热解非贵金属MOF和氮源的自组装复合物，提高了催化剂中的活性氮组分，有利于催化降解性能的提升，该材料具有良好的催化活性和稳定性。本发明还公开了该材料作为催化剂用于活化过硫酸盐的应用。
Description
技术领域
本发明属于活化过硫酸盐用固体催化剂技术领域，特别涉及一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料及其制备方法和应用。
背景技术
高级氧化技术是一种近年来新发展起来的用于处理难降解有机污染物的新型技术，具有周期短、见效快、成本低、处理效果好等优点，已成为国内外医用废水治理领域研究的热点和前沿。特别是活化过硫酸盐高级氧化技术与传统的高级氧化技术如Fenton法相比，具有稳定性强、溶解性好、适用pH范围广和产生的硫酸根自由基的寿命长等优点，更有利于高浓度有机污染物的降解。
在常温条件下，过硫酸盐比较稳定，通过加热、螯合或非螯合的过渡金属离子、光、碱及活性炭等碳材料进行活化后，可产生强氧化性的硫酸根自由基和羟基自由基，从而将目标污染物高效快速的去除。热活化过硫酸盐技术能耗高，光活化过硫酸盐技术对操作条件严苛，碱活化过硫酸盐技术会导致水中pH过高，过渡金属活化过硫酸盐技术存在重金属泄露风险。相对于其他活化方式，碳材料活化具有催化效率高，氧化能力强，重复使用性好，环境友好等优点。作为目前新兴的污染物氧化去除技术，在地下水、印染等领域有机污染水体的处理方面具有巨大的应用前景。然而目前，碳材料催化剂多为粉体，存在可回收困难，及稳定性不足、催化效率不高等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料及其制备方法和应用，解决了现有催化剂可回收困难、稳定性不足及催化效率不高的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将氮源分散到有机溶剂中，再加入作为前驱体的非贵金属-MOF纳米颗粒，于60℃下搅拌混合，得到复合物分散液；其中，氮源与非贵金属-MOF的质量比为(1～20):1；
(2)然后将复合物分散液滴加到经过酸化处理的碳布上，热解后得到碳布负载氮掺杂石墨烯材料。
进一步，氮源与非贵金属-MOF的质量比为(5～20):1。
进一步，氮源为尿素、双氰胺、三聚氰胺、乙腈、聚苯胺中的一种或二种以上。
进一步，有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、聚乙二醇等中的一种或二种以上。
进一步，非贵金属-MOF为MOF-5(Zn)、ZIF-8(Zn)、ZIF-67(Co)、MIL-88B(Fe)、MIL-101(Fe)中的一种或二种以上。
进一步，碳布的处理方法为：在浓混酸和KMnO4溶液中浸渍，其中浓混酸为浓磷酸与浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸中的一种或二种以上。
进一步，热解的温度为300-1200℃，热解的时间为5分钟-5小时。
进一步，热解气氛为氮气、氩气或氦气。
本发明还公开了所述制备方法制备得到的碳布负载氮掺杂石墨烯材料。
本发明还公开了所述的碳布负载氮掺杂石墨烯材料作为催化剂用于活化过硫酸盐的应用，碳布负载氮掺杂石墨烯材料活化过硫酸盐时，产生硫酸根自由基。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开了一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，以碳布为基底，通过热解非贵金属MOF和氮源的自组装复合物，提高了催化剂中的活性氮组分，有利于催化降解性能的提升。催化剂中较高含量比例的石墨氮以及石墨化碳，利于提高材料的电子转移能力，使催化剂具有良好的导电性；目前少有毫克级添加量的催化剂能够在0.3mM过硫酸盐氧化剂的条件下，20分钟内降解率达到82％以上，说明催化剂具有优异的催化活性；此外，本方案制备的催化剂在循环5次以后，仍能基本保持原有的催化降解能力，具有良好的稳定性。制备过程环保安全，制备工艺简单，制备成本低；未采用牺牲元素和贵金属，属于原子经济型制备方法。并且，在实际应用中必须解决催化剂的回收和再利用的问题，因此催化剂以碳布作为载体，利于粉末催化剂的回收利用，实现了资源的可持续发展。
进一步，碳布经过酸化处理后，可以使碳布表面接枝上带负电的含氧官能团，形成金属阳离子的结合位点，从而增加MOF/氮源复合物在碳布上的负载量，提高MOF/氮源复合物在碳布上的负载牢度。
进一步，热解处理一方面可以使得前驱体MOF晶格重构而碳化，形成可以进行电子转移的石墨烯碳层；另一方面，可以使得氮源中的氮原子通过原子热运动进入MOF前驱体的碳晶格当中，形成具有过硫酸盐催化活性的活性氮组分，如吡啶氮、石墨氮等。
本发明还公开了采用上述制备方法制备得到的碳布负载氮掺杂石墨烯材料及其应用，该材料具有良好的催化活性和稳定性，可用于降解过硫酸盐来处理污水，该非均相催化剂常温避光即可使用，适用范围广，具有催化效率高，氧化能力强，便于回收且重复使用性好等优点，在地下水、印染等领域有机污染水体的处理方面具有巨大的应用前景。
附图说明
图1为本发明的碳布负载氮掺杂石墨烯材料的SEM图；
图2为实施例一和对比例一、对比例二、对比例三活化过硫酸盐降解甲基橙染液时对应的时间-降解效率的关系对比图；
图3为不同的反应pH值对于本发明的碳布负载氮掺杂石墨烯材料活化过硫酸盐降解罗丹明B废水时对应的时间-降解效率的关系图；
图4为本发明的碳布负载氮掺杂石墨烯材料的X射线光电子能谱N1s谱图；
图5为本发明的碳布负载氮掺杂石墨烯材料的拉曼谱图；
图6为本发明的碳布负载氮掺杂石墨烯材料和5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO)体系在加入过硫酸氢钾10分钟以后的电子顺磁共振谱图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明公开了一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将氮源分散到有机溶剂中，再加入作为前驱体的非贵金属-MOF纳米颗粒，于60℃下搅拌混合，得到复合物分散液；其中，氮源与非贵金属-MOF的质量比为(1～20):1；
(2)然后将复合物分散液滴加到经过酸化处理的碳布上，热解后得到碳布负载氮掺杂石墨烯材料。
具体地，氮源为尿素、双氰胺、三聚氰胺、乙腈、聚苯胺中的一种或二种以上。
具体地，有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、聚乙二醇等中的一种或二种以上。
具体地，非贵金属-MOF为MOF-5(Zn)、ZIF-8(Zn)、ZIF-67(Co)、MIL-88B(Fe)、MIL-101(Fe)中的一种或二种以上。
实施例一
本发明公开了一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取5.231g双氰胺溶于167mL乙醇，于60℃下搅拌加热溶解后，加入0.5231gMIL-101(Fe)，即氮源与MOF的质量比为10:1；均匀搅拌4小时后得到浅橙色溶液，即MIL-101(Fe)/双氰胺复合物分散液。
(2)将碳布在50℃浓混酸和2.5g KMnO4溶液中浸渍5min后洗涤、干燥，得到处理过的碳布。其中浓混酸为5ml的浓磷酸与45ml的浓盐酸。
(3)将MIL-101(Fe)/双氰胺复合物分散液滴加到经过处理的碳布上，MIL-101(Fe)/双氰胺复合物负载于碳布后，置于管式炉石英舟内热解，通入流速为80mL/min的氩气，升温速率为每分钟5℃，在1000℃保持2小时后自然降温，得到一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料，记为CC-MIL-10DCD-1000。
实施例二
本发明公开了一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取7.068g双氰胺溶于226mL乙二醇，于60℃下搅拌加热溶解后，加入0.3534gMOF-5(Zn)，即氮源与MOF的质量比为20:1；均匀搅拌4小时后得到白色溶液，即MOF-5(Zn)/双氰胺复合物分散液。
(2)将碳布在50℃浓混酸和2.5g KMnO4溶液中浸渍5min后洗涤、干燥，得到处理过的碳布。其中浓混酸为5ml的浓磷酸与45ml的浓硝酸。
(3)将MOF-5(Zn)/双氰胺复合物分散液滴加到经过处理的碳布上，MIL-101(Fe)/双氰胺复合物负载于碳布后置于管式炉石英舟内热解，通入流速为80mL/min的氮气，升温速率为每分钟5℃，在700℃保持1小时后自然降温，得到一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料，记为CC-MOF-20DCD-700。
实施例三
本发明公开了一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取3.534g双氰胺溶于113mL乙醇和异丙醇的混合溶剂，于60℃下搅拌加热溶解后，加入0.6311g MIL-101(Fe)，即氮源与MOF的质量比为5.6:1；均匀搅拌2小时后得到浅橙色溶液，即MIL-101(Fe)/双氰胺复合物分散液。
(2)将碳布在50℃浓混酸和2.5g KMnO4溶液中浸渍5min后洗涤、干燥，得到处理过的碳布。其中浓混酸为5ml的浓磷酸与45ml的浓硫酸。
(3)将MIL-101(Fe)/双氰胺复合物分散液滴加到经过处理的碳布上，MIL-101(Fe)/双氰胺复合物负载于碳布后置于管式炉石英舟内热解，通入流速为80mL/min的氦气，升温速率为每分钟5℃，在800℃保持5小时后自然降温，得到一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料，记为CC-MIL-5.6DCD-800。
实施例四
本发明公开了一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取0.6311g三聚氰胺溶于20mL乙醇，于60℃下搅拌加热溶解后，加入0.6311gZIF-8(Zn)，即氮源与MOF的质量比为1:1；均匀搅拌2小时后得到白色溶液，即ZIF-8(Zn)/双氰胺复合物分散液。
(2)将碳布在50℃浓混酸和2.5g KMnO4溶液中浸渍5min后洗涤、干燥，得到处理过的碳布。其中浓混酸为5ml的浓磷酸与25ml的浓盐酸和20ml的浓硫酸。
(3)将ZIF-8(Zn)/双氰胺复合物分散液滴加到经过处理的碳布上，ZIF-8(Zn)/双氰胺复合物负载于碳布后置于管式炉石英舟内热解，通入流速为80mL/min的氩气，升温速率为每分钟5℃，在1100℃保持5分钟后自然降温，得到一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料，记为CC-ZIF-1三聚氰胺-1100。
实施例五
本发明公开了一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取5.231g双氰胺和三聚氰胺溶于167mL乙醇，于60℃下搅拌加热溶解后，加入0.5231g MIL-101(Fe)，即氮源与MOF的质量比为10:1；均匀搅拌3小时后得到浅橙色复合物分散液。
(2)将碳布在50℃浓混酸和2.5g KMnO4溶液中浸渍5min后洗涤、干燥，得到处理过的碳布。其中浓混酸为5ml的浓磷酸与45ml的浓硝酸。
(3)将复合物分散液滴加到经过处理的碳布上，MIL-101(Fe)/双氰胺复合物负载于碳布后置于管式炉石英舟内热解，通入流速为80mL/min的氮气，升温速率为每分钟5℃，在300℃保持2小时后自然降温，得到一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料，记为CC-MIL-10DCD/三聚氰胺-300。
实施例六
本发明公开了一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取2.616g双氰胺溶于84mL乙醇，于60℃下搅拌加热溶解后，加入0.5231g MIL-101(Fe)，即氮源与MOF的质量比为5:1；均匀搅拌3小时后得到浅橙色溶液，即MIL-101(Fe)/双氰胺复合物分散液。
(2)将碳布在50℃浓混酸和2.5g KMnO4溶液中浸渍5min后洗涤、干燥，得到处理过的碳布。其中浓混酸为5ml的浓磷酸与45ml的浓硫酸。
(3)将MIL-101(Fe)/双氰胺复合物分散液滴加到经过处理的碳布上，MIL-101(Fe)/双氰胺复合物负载于碳布后置于管式炉石英舟内热解，通入流速为80mL/min的氩气，升温速率为每分钟5℃，在900℃保持2小时后自然降温，得到一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料，记为CC-MIL-5DCD-900。
实施例七
本发明公开了一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取3.534g双氰胺溶于113mL乙醇，于60℃下搅拌加热溶解后，加入0.3534gZIF-8(Zn)和ZIF-67(Co)混合物，即氮源与MOF的质量比为10:1；均匀搅拌2小时后得到浅紫色复合物分散液。
(2)将碳布在50℃浓混酸和2.5g KMnO4溶液中浸渍5min后洗涤、干燥，得到处理过的碳布。其中浓混酸为5ml的浓磷酸与20ml的浓盐酸和25ml的浓硝酸。
(3)将MIL-101(Fe)/双氰胺复合物分散液滴加到经过处理的碳布上，MIL-101(Fe)/双氰胺复合物负载于碳布后置于管式炉石英舟内热解，通入流速为80mL/min的氮气，升温速率为每分钟5℃，在1000℃保持3小时后自然降温，得到一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料，记为CC-MOF-10DCD-1000。
实施例八
本发明公开了一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取5.301g双氰胺于单口烧瓶中，加入170mL乙醇，于60℃下搅拌加热溶解后，加入0.3534g MOF-5，即氮源与MOF的质量比为15:1；均匀搅拌2小时后得到浅橙色溶液，即MOF-5/双氰胺复合物分散液。
(2)将碳布在50℃浓混酸和2.5g KMnO4溶液中浸渍5min后洗涤、干燥，得到处理过的碳布。其中浓混酸为5ml的浓磷酸与45ml的浓硫酸。
(3)将MIL-101(Fe)/双氰胺复合物分散液滴加到经过处理的碳布上，MIL-101(Fe)/双氰胺复合物负载于碳布后置于管式炉石英舟内热解，通入流速为80mL/min的氩气，升温速率为每分钟5℃，在900℃保持3小时后自然降温，得到一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料，记为CC-MIL-15DCD-900。
如图1所示，由本发明的碳布负载氮掺杂石墨烯材料的SEM图，可以清晰看到有褶皱状的单层石墨烯附着在碳纤维表面，说明氮掺杂石墨烯的存在
图4所示，由本发明的碳布负载氮掺杂石墨烯材料的N1s能谱图可以看出，材料中的氮元素的主要价态类型为吡啶氮和石墨氮，说明经过热解后，氮源掺杂到碳晶格中形成了较高比例的吡啶氮和石墨氮，其中石墨氮更利于电子传输使得导电性提高，且耐高温而使得催化剂稳定性提高；吡啶氮利于氧-氧键的吸附，便于过硫酸盐热解产生活性自由基，从而使得催化剂的催化性能提高。
图5所示，在本发明的碳布负载氮掺杂石墨烯材料的拉曼谱图中，催化剂材料的D峰和G峰的强度比为0.62，低于报道中常见的0.8～1，说明催化剂碳材料的石墨化程度较高，便于催化反应中的电子传输，进而利于催化降解染料。
图6所示，在加入过硫酸氢钾10分钟后，本发明的碳布负载氮掺杂石墨烯材料和5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO)体系的电子顺磁共振谱图中出现了经典的DMPO-OH·峰强为1：2：2：1的四重峰和DMPO-·SO4 -的六重特征峰，说明本发明的催化剂材料具有明显的活化过硫酸盐产生OH·和·SO4 -活性自由基的能力。
对比例一：
将0.3534g MIL-101(Fe)浅粉色粉末分散于乙醇溶液中得到MIL-101(Fe)分散液，即氮源与MOF的质量比为0:1，将分散液滴于经过前处理的碳布上后烘干；将碳布负载MIL-101(Fe)复合物置于管式炉石英舟内热解；通入流速为80mL/min的氩气，升温速率为每分钟5℃，在1000℃保持2小时后自然降温，得到CC-MIL-0DCD-1000催化剂。
对比例二：
将3.534g双氰胺溶于113mL乙醇得到双氰胺分散液，将分散液滴于经过前处理的碳布上后烘干，即氮源与MOF的质量比为1:0；将碳布负载双氰胺复合物置于管式炉石英舟内热解；通入流速为80mL/min的氩气，升温速率为每分钟5℃，在1100℃保持2小时后自然降温，得到CC-DCD-1100催化剂。
对比例三：
将3.534g双氰胺溶于113mL乙醇得到双氰胺分散液后，加入0.3534g MIL-101(Fe)，将分散液滴于未经过处理的碳布上后烘干；将碳布负载双氰胺复合物置于管式炉石英舟内热解，即氮源与MOF的质量比为5.6：1；通入流速为80mL/min的氩气，升温速率为每分钟5℃，在1000℃保持2小时后自然降温，得到NCC-10DCD-1000催化剂。
将实施例一和对比例二、对比例三制备得到的材料在活化过硫酸盐氧化降解甲基橙中的应用对比研究，包括以下步骤：
准备四组浓度为50mg/L，体积为100mL，pH值为7的甲基橙溶液，在其中三组中分别对应添加5片1cm×1cm实施例一的CC-MIL-10DCD-1000、5片1cm×1cm对比例一的CC-MIL-0DCD-1000和5片1cm×1cm对比例三的NCC-MIL-10DCD-1000，在黑暗条件下搅拌一个小时待吸附平衡，再分别在第四组甲基橙溶液中加入20mg(0.3mM)的过硫酸氢钾，待反应完全后完成对甲基橙的降解。
降解效率的测定：每隔5min分别从各个反应液中吸取2mL反应溶液，加入装有等体积2mL甲醇淬灭剂的离心管中后，在紫外-可见分光光度计仪器上进行检测，实际浓度为测得染液浓度的两倍。
图2为本发明实施例一和对比例一、对比例三制备得到的材料在活化过硫酸盐以降解甲基橙染液时对应的时间-降解效率的关系对比图。经20分钟后降解效果如表1所示。
表1实施例一和对比例一至三对于活化过硫酸盐降解甲基橙的影响结果
以上实验比较了氮源的添加和碳布的前处理对于碳布负载氮掺杂石墨烯催化剂降解甲基橙废水的降解效果，由图2可知，与CC-MIL-0DCD-1000相比，CC-MIL-10DCD-1000催化剂在加入外加氮源双氰胺热解后，可能产生了活性氮组分，使得对于过硫酸盐的活化效果大大提高，有效的促进了过硫酸盐生成硫酸根自由基和羟基自由基氧化降解甲基橙，甲基橙废水的降解效果明显提高。此外，与NCC-MIL-10DCD-1000相比，碳布经过混酸前处理得到的CC-MIL-10DCD-1000催化剂催化降解甲基橙的性能也有一定程度的提高，说明对碳布进行亲水改性前处理，能够有效提高MIL-101(Fe)/双氰胺复合物的负载量和负载牢度，从而有效促进催化剂产生活性自由基降解有机污染物。
以下为不同pH值对于本发明碳布负载氮掺杂石墨烯材料作为催化剂用于活化过硫酸盐，以降解罗丹明B废水的影响研究，具体为：
在浓度为50mg/L，体积为50mL，pH值分别为3，5，7，9的四个罗丹明B废水中分别添加5片1cm*1cm实施例二的CC-MOF-20DCD-700，在黑暗条件下搅拌一个小时待吸附平衡后加入浓度为10mg(0.3mM)的过硫酸酸氢钾，待反应完全后完成对罗丹明B废水的降解。
图3为不同的反应pH值对于CC-MOF-20DCD-700催化剂活化过硫酸盐降解罗丹明B废水时对应的时间-降解效率的关系图。经20分钟后降解效果如表2所示。
表2不同的pH值对于活化过硫酸盐降解罗丹明B废水的影响结果
| pH值 | 3 | 5 | 7 | 9 |
| 降解率(％) | 92 | 96 | 98 | 64 |
由表2中的结果可知，本发明制备的碳布负载氮掺杂石墨烯材料作为催化剂在活化过硫酸盐时，更适用于在中性或偏酸性的罗丹明B废水环境中发挥其活化性能。酸性条件对该催化剂的催化活性有轻微抑制作用，与此同时该催化剂不适用于强碱性条件，可能是由于强碱性条件下硫酸根自由基会产生分解，导致降解性能降低。
本发明制备的催化剂在循环5次以后，仍能基本保持原有的催化降解能力，说明其具有良好的稳定性。
综上所述，本发明的过硫酸盐活化剂具有优良的活化催化性能，容易回收，且具有较好的稳定性，价格低廉等优点，因此，在染料等废水处理中有着较好的应用前景。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先将氮源分散到有机溶剂中，再加入作为前驱体的非贵金属-MOF纳米颗粒，于60℃下搅拌混合，得到复合物分散液；其中，氮源与非贵金属-MOF的质量比为(1～20):1；
(2)然后将复合物分散液滴加到经过酸化处理的碳布上，热解后得到碳布负载氮掺杂石墨烯材料。
2.根据权利要求1所述的一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，其特征在于，氮源与非贵金属-MOF的质量比为(5～20):1。
3.根据权利要求1所述的一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，其特征在于，氮源为尿素、双氰胺、三聚氰胺、乙腈、聚苯胺中的一种或二种以上。
4.根据权利要求1所述的一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，其特征在于，有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、聚乙二醇等中的一种或二种以上。
5.根据权利要求1所述的一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，其特征在于，非贵金属-MOF为MOF-5(Zn)、ZIF-8(Zn)、ZIF-67(Co)、MIL-88B(Fe)、MIL-101(Fe)中的一种或二种以上。
6.根据权利要求1所述的一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，其特征在于，碳布的处理方法为：在浓混酸和KMnO4溶液中浸渍，其中浓混酸为浓磷酸与浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸中的一种或二种以上。
7.根据权利要求1所述的一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，其特征在于，热解的温度为300-1200℃，热解的时间为5分钟-5小时。
8.根据权利要求1所述的一种碳布负载氮掺杂石墨烯材料的制备方法，其特征在于，热解气氛为氮气、氩气或氦气。
9.权利要求1～8任意一项所述制备方法制备得到的碳布负载氮掺杂石墨烯材料。
10.权利要求9所述的碳布负载氮掺杂石墨烯材料作为催化剂用于活化过硫酸盐的应用，其特征在于，碳布负载氮掺杂石墨烯材料活化过硫酸盐时，产生硫酸根自由基。
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