[發明專利]碳包覆過渡金屬納米復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201810841690.1
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109304476A
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 榮峻峰;謝婧新;吳耿煌;宗明生;于鵬;林偉國
• 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: B22F9/22
• 分類號: B22F9/22;B22F1/02;B22F1/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 張福根;馮志云

1.一種制備碳包覆過渡金屬納米復合材料的方法，包括如下步驟：

S1，將含過渡金屬鹽和多元有機羧酸的混合物與溶劑混合形成均相溶液；

S2，除去所述均相溶液中的溶劑，從而形成前驅體；及

S3，在惰性保護氣氛或還原氣氛下將所述前驅體高溫熱解。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述過渡金屬為鐵、鈷、鎳、銅中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的方法，其中所述過渡金屬鹽為過渡金屬的有機酸鹽、碳酸鹽、堿式碳酸鹽中的一種或多種；優選該過渡金屬的有機酸鹽為該過渡金屬的不含雜原子的有機羧酸鹽，例如醋酸鹽。

4.根據權利要求1所述的方法，其中所述多元有機羧酸為檸檬酸、順丁烯二酸、均苯三甲酸、對苯二甲酸、蘋果酸、EDTA、吡啶二羧酸中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的方法，其中過渡金屬鹽、多元有機羧酸的質量比為1:0.1-10，優選1:0.5-5，更優選1:0.8-3。

6.根據權利要求1所述的方法，其中所述溶劑為水、乙醇中的一種或多種。

7.根據權利要求1所述的方法，其中在所述步驟S3中，所述惰性保護氣氛為氮氣或氬氣，所述高溫熱解以0.5-30℃/min速率升溫至恒溫段，在恒溫段保持恒溫時間為20-600min，所述恒溫段溫度為400-800℃；優選，所述升溫速率為1-10℃/min，在恒溫段保持恒溫時間為60-480min，所述恒溫段溫度為500-800℃。

8.根據權利要求1所述的方法，其中所述還原氣氛為惰性氣體與氫氣的混合氣體，所述高溫熱解以0.5-30℃/min速率升溫至恒溫段，在恒溫段保持恒溫時間為20-600min，所述恒溫段溫度為400-800℃；優選，所述升溫速率為1-10℃/min，在恒溫段保持恒溫時間為60-480min，所述恒溫段溫度為500-800℃。

9.根據權利要求8所述的方法，其中還包括在所述步驟S3之后對熱解產物用非氧化性強酸處理的步驟。

10.一種碳包覆過渡金屬納米復合材料，其特征在于，由權利要求1-9任一方法制得。

11.根據權利要求10所述的納米復合材料，其中所述納米復合材料至少具有一個介孔分布峰，優選具有大于一個介孔的分布峰。

12.根據權利要求10所述的納米復合材料，其中所述納米復合材料中，介孔體積占總孔體積的比例大于50％,優選大于80％。

13.根據權利要求10所述的納米復合材料，其中所述納米復合材料的酸洗損失率≤40％，優選≤30％，更優選≤10％。

14.根據權利要求10所述的納米復合材料，其中所述過渡金屬納米粒子的晶格結構為面心立方晶格結構和/或密排六方晶格結構。

15.一種對氯硝基苯加氫制造對氯苯胺的方法，其特征在于，以權利要求10-14任一所述的碳包覆過渡金屬納米復合材料作為催化劑。

16.一種硝基苯加氫制造苯胺的方法，其特征在于，以權利要求10-14任一所述的碳包覆過渡金屬納米復合材料作為催化劑。

17.一種硝基苯酚加氫制造氨基苯酚的方法，其特征在于，以權利要求10-14任一所述的碳包覆過渡金屬納米復合材料作為催化劑。

18.一種對硝基苯甲醚加氫制造對氨基苯甲醚的方法，其特征在于，以權利要求10-14任一所述的碳包覆過渡金屬納米復合材料作為催化劑。