[发明专利]一种含金属原子碳材料及其制备方法和应用以及一种烃氧化脱氢方法

权利要求书

1.一种含金属原子碳材料，该含金属原子碳材料含有氧元素、氢元素、碳元素、至少一种金属元素以及可选的氮元素，以该含金属原子碳材料的总量为基准并以元素计，所述氧元素的含量为1-10重量％，所述氢元素的含量为0.1-3重量％，所述金属元素的含量为0.1-40重量％，所述氮元素的含量为0-2重量％，所述碳元素的含量为45-98.8重量％，

该含金属原子碳材料中，由X射线光电子能谱确定的表面氧的含量为a，由元素分析法确定的体相氧的含量为b，a/b≥2。

2.根据权利要求1所述的含金属原子碳材料，其中，a/b为2-10。

3.根据权利要求2所述的含金属原子碳材料，其中，a/b为2.1-9.5。

4.根据权利要求3所述的含金属原子碳材料，其中，a/b为2.2-9。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的含金属原子碳材料，其中，该含金属原子碳材料的X射线衍射谱图中，存在对应于石墨化碳的明锐峰。

6.根据权利要求5所述的含金属原子碳材料，其中，该含金属原子碳材料的X射线衍射谱图中，存在对应于所述金属元素的明锐峰。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的含金属原子碳材料，其中，以该含金属原子碳材料的总量为基准并以元素计，所述氧元素的含量为1.3-8重量％，所述氢元素的含量为0.2-2重量％，所述金属元素的含量为0.5-20重量％，所述氮元素的含量为0.1-1.8重量％，所述碳元素的含量为68.2-97.9重量％。

8.根据权利要求7所述的含金属原子碳材料，其中，以该含金属原子碳材料的总量为基准并以元素计，所述氧元素的含量为1.5-5重量％，所述氢元素的含量为0.3-1.5重量％，所述金属元素的含量为1-10重量％，所述氮元素的含量为0.2-1.5重量％，所述碳元素的含量为82-97重量％。

9.根据权利要求1-4中任意一项所述的含金属原子碳材料，其中，该含金属原子碳材料的比表面积为≥50m²/g。

10.根据权利要求9所述的含金属原子碳材料，其中，该含金属原子碳材料的比表面积为≥100m²/g。

11.根据权利要求10所述的含金属原子碳材料，其中，该含金属原子碳材料的比表面积为≥150m²/g。

12.根据权利要求11所述的含金属原子碳材料，其中，该含金属原子碳材料的比表面积为200-1200m²/g。

13.一种含金属原子碳材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)在原料碳材料上负载金属化合物，得到含有金属化合物的碳材料；

(2)将含有金属化合物的碳材料在非活性气氛中，于500-1400℃的温度下进行焙烧；

所述原料碳材料含有氧元素、氢元素和碳元素，以所述原料碳材料的总量为基准并以元素计，所述氧元素的含量为0.5-10重量％，所述氢元素的含量为0.1-3重量％，所述碳元素的含量为87-99.4重量％；

所述原料碳材料的X射线衍射图谱中，在2θ角为20°-30°之间以及40°-50°之间分别存在弥散峰；

所述原料碳材料中，由X射线光电子能谱确定的表面氧的含量为a，由元素分析法确定的体相氧的含量为b，a/b＜2。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，在原料碳材料上负载金属化合物的方法包括：将原料碳材料与分散有金属化合物的浸渍液接触，得到吸附有所述浸渍液的碳材料，将吸附有所述浸渍液的碳材料进行干燥，得到负载有金属化合物的碳材料。