[發明專利]一種含雜原子納米碳材料及其制備方法和應用以及一種烴氧化脫氫反應方法

有效

• 申請號: 201710630076.6
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN109304198B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 謝婧新;榮峻峰;李嘉權;于鵬;史春風;林偉國;宗明生
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C07C5/48;C07C11/16;C07C11/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

1.一種含雜原子納米碳材料的制備方法，該方法包括：

步驟A1、將原料納米碳材料與至少一種氧化劑接觸，得到經氧化處理的納米碳材料，

步驟B1、將經氧化處理的納米碳材料在500-1200℃的溫度下于非活性氣氛中進行焙燒，得到焙燒后的納米碳材料，

步驟C1、將焙燒后的納米碳材料與至少一種磷源接觸；

所述原料納米碳材料含有氧元素、氮元素、氫元素和碳元素，以所述原料納米碳材料的總量為基準，以元素計，所述氧元素的含量為0.1-3重量％，所述氮元素的含量為2-10重量％，所述氫元素的含量為0.1-1重量％，所述碳元素的含量為86-97.8重量％，

所述原料納米碳材料的X射線光電子能譜中，以由X射線光電子能譜確定的所述原料納米碳材料表面元素的總量為基準，由對應于基團的譜峰確定的氧元素的含量為0.1-5摩爾％，由對應于C-O基團的譜峰確定的氧元素的含量與由對應于基團的譜峰確定的氧元素的含量的摩爾比值為0.1-1：1；并且

所述原料納米碳材料的X射線光電子能譜中，以由X射線光電子能譜確定的所述原料納米碳材料表面元素的總量為基準，由對應于石墨型氮的譜峰確定的氮元素的含量為0.1-0.5摩爾％，由對應于石墨型氮的譜峰確定的氮元素的含量與由對應于吡咯型氮的譜峰確定的氮元素的含量的摩爾比值為0.1-1：1；

所述含雜原子納米碳材料含有氧元素、氮元素、磷元素、氫元素和碳元素，以所述含雜原子納米碳材料的總量為基準，以元素計，所述氧元素的含量為0.9-10重量％，所述氮元素的含量為0.1-10重量％，所述磷元素的含量為0.05-5重量％，所述氫元素的含量為0.1-3重量％，所述碳元素的含量為72-98.85重量％；

所述含雜原子納米碳材料的X射線光電子能譜圖譜中，以由X射線光電子能譜確定的所述含雜原子納米碳材料表面元素的總量為基準，由對應于基團的譜峰確定的氧元素的含量為0.1-1摩爾％，由對應于C-O基團的譜峰確定的氧元素的含量與由對應于基團的譜峰確定的氧元素的含量的摩爾比值為2-5：1，由對應于基團的譜峰確定的氧元素的含量與由對應于基團的譜峰確定的氧元素的含量的摩爾比值為0.12-1.5：1；并且所述含雜原子納米碳材料的X射線光電子能譜圖譜中，由對應于石墨型氮的譜峰確定的氮元素的含量為0.5-1摩爾％，由對應于石墨型氮的譜峰確定的氮元素的含量與由對應于吡咯型氮的譜峰確定的氮元素的含量的比值為大于0.9。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，以所述原料納米碳材料的總量為基準，以元素計，所述氧元素的含量為0.5-2.5重量％，所述氮元素的含量為2-5重量％，所述氫元素的含量為0.2-0.8重量％，所述碳元素的含量為91.8-97.3重量％。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，以所述原料納米碳材料的總量為基準，以元素計，所述氧元素的含量為1-2重量％，所述氮元素的含量為2-4重量％，所述氫元素的含量為0.3-0.7重量％，所述碳元素的含量為93.3-96.7重量％。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，以所述原料納米碳材料的總量為基準，以元素計，所述氧元素的含量為1.5-1.8重量％，所述氮元素的含量為3-3.8重量％，所述氫元素的含量為0.3-0.6重量％，所述碳元素的含量為93.8-95.2重量％。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述原料納米碳材料的X射線光電子能譜中，以由X射線光電子能譜確定的所述原料納米碳材料表面元素的總量為基準，由對應于基團的譜峰確定的氧元素的含量為1-5摩爾％，由對應于C-O基團的譜峰確定的氧元素的含量與由對應于基團的譜峰確定的氧元素的含量的摩爾比值為0.3-1：1。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述原料納米碳材料的X射線光電子能譜中，以由X射線光電子能譜確定的所述原料納米碳材料表面元素的總量為基準，由對應于基團的譜峰確定的氧元素的含量為1.5-4摩爾％，由對應于C-O基團的譜峰確定的氧元素的含量與由對應于基團的譜峰確定的氧元素的含量的摩爾比值為0.6-1：1。