[发明专利]异丁烷脱氢制异丁烯的氧化铜催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种异丁烷脱氢制异丁烯的氧化铜催化剂，其特征在于：所述催化剂以氮掺杂介孔碳为载体，活性组分氧化铜按质量百分含量计为2~20%，其余为氮掺杂介孔碳。

2.根据权利要求1所述的异丁烷脱氢制异丁烯的氧化铜催化剂，其特征在于：所述氧化铜按质量百分含量计为5~15%。

3.制备权利要求1所述的异丁烷脱氢制异丁烯的氧化铜催化剂的方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

（1）将含铜的化合物和柠檬酸按摩尔比为1:0.5~1:3的比例混合，加水溶解配成铜物质的量浓度为0.2~2.2 mol/L的溶液； 

（2）在步骤（1）含铜的水溶液中，按每摩尔铜319~3898 g氮掺杂介孔碳的比例加入氮掺杂介孔碳，恒温搅拌烘干，焙烧，即得所述氧化铜催化剂。

4.根据权利要求3所述的制备异丁烷脱氢制异丁烯的氧化铜催化剂的方法，其特征在于：所述含铜的化合物为硝酸铜、硫酸铜、醋酸铜或氯化铜。

5.根据权利要求3所述的制备异丁烷脱氢制异丁烯的氧化铜催化剂的方法，其特征在于：所述恒温搅拌烘干的温度是60~90 ℃。

6.根据权利要求3所述的制备异丁烷脱氢制异丁烯的氧化铜催化剂的方法，其特征在于：所述的焙烧是在惰性气氛下，550~650 ℃焙烧2-5小时。

7.根据权利要求6所述的制备异丁烷脱氢制异丁烯的氧化铜催化剂的方法，其特征在于：所述的惰性气氛是指O₂体积浓度低于0.1%的高纯N₂气、高纯Ar气或高纯He气。

8.根据权利要求3所述的制备异丁烷脱氢制异丁烯的氧化铜催化剂的方法，其特征在于：所述氮掺杂介孔碳为氮掺杂的碳纳米管、氮掺杂的碳纳米棒、氮掺杂的有序介孔碳或氮掺杂的由有机碳水化合物、金属卤化物碳化制备的无序介孔碳。

9.根据权利要求3所述的制备异丁烷脱氢制异丁烯的氧化铜催化剂的方法，其特征在于：所述氮掺杂介孔碳的氮含量3~25%，BET比表面积1100~3200 m²/g，最可几孔径为2.5~9.5 nm，孔容在1.1~3.5 mL/g，中孔率为70~100%。

10.权利要求1所述的异丁烷脱氢制异丁烯的氧化铜催化剂用于二氧化碳氧化异丁烷脱氢制异丁烯的方法，其特征在于：将所述的催化剂装填在反应器中，控制反应器温度在560~620 ℃，压力0.1~1.2 MPa，通入预热至330~460 ℃、物质的量之比为1:3~1:10的异丁烷和二氧化碳混合气，气体的总流速为每克催化剂3~8升/小时，进行脱氢反应制得异丁烯。