[发明专利]一种吸附铜/氧化锆的球形石墨烯材料以及在N‑甲基二乙醇胺脱氢催化中的应用

权利要求书

1.一种吸附铜/氧化锆的球形石墨烯材料，其特征在于：所述吸附铜/氧化锆的球形石墨烯材料包括球形石墨烯，氧化锆和铜纳米粒子，所述球形石墨烯为球形多孔结构，所述氧化锆和铜纳米粒子吸附于球形石墨烯的多孔结构内部以及表面。

2.根据权利要求1所述的一种吸附铜/氧化锆的球形石墨烯材料，其特征在于，所述吸附铜/氧化锆的球形石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将1.5-2.5g/L的片层状的氧化石墨烯溶液经液氮喷雾固化处理后，真空冷冻干燥，粉碎研磨，得到球形氧化石墨烯；

(2)将乙酸锆溶液和一水乙酸铜溶液混合，搅拌，加入步骤(1)制备的球形氧化石墨烯，混合吸附，滴加碱液调节体系pH值至9-14，在20-90℃下使锆离子和铜离子形成金属氢氧化物沉淀，将混合溶液倒入含聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中，高温水热反应使金属氢氧化物转变为金属氧化物，氧化石墨烯还原为石墨烯，得到石墨烯吸附的锆铜氧化物；

(3)将步骤(2)制备的石墨烯吸附的锆铜氧化物经过滤，洗涤干燥，研磨，置于管式炉内，在氢气氛围下还原，得到吸附铜/氧化锆的球形石墨烯材料。

3.根据权利要求2所述的一种吸附铜/氧化锆的球形石墨烯材料，其特征在于：所述步骤(1)中，真空冷冻干燥的温度为-20℃，真空度为0.5-1hr，时间为6-12h。

4.根据权利要求2所述的一种吸附铜/氧化锆的球形石墨烯材料，其特征在于：所述步骤(1)中，球形氧化石墨烯的粒径为3-10μm。

5.根据权利要求2所述的一种吸附铜/氧化锆的球形石墨烯材料，其特征在于：所述步骤(2)中，乙酸锆溶液的浓度为0.1-0.4mol/L，一水乙酸铜溶液的浓度为0.1-0.4mol/L。

6.根据权利要求2所述的一种吸附铜/氧化锆的球形石墨烯材料，其特征在于：所述步骤(2)中，乙酸锆溶液、一水乙酸铜溶液和氧化石墨烯的用料比为1-4mol:1-4mol:0.15-0.25g。

7.根据权利要求2所述的一种吸附铜/氧化锆的球形石墨烯材料，其特征在于：所述步骤(2)中，碱液为浓度为0.5-2mol/L的碳酸钠、碳酸氢钠、氨水或者氢氧化钠溶液。

8.根据权利要求2所述的一种吸附铜/氧化锆的球形石墨烯材料，其特征在于：所述步骤(2)中，高温水热反应的温度为160-200℃，时间为2-8h。

9.根据权利要求2所述的一种吸附铜/氧化锆的球形石墨烯材料，其特征在于：所述步骤(3)中，还原的温度为240-260℃，时间为4-8h。

10.一种吸附铜/氧化锆的球形石墨烯材料在N-甲基二乙醇胺脱氢催化中的应用，其特征在于，包括以下步骤：以吸附铜/氧化锆的球形石墨烯材料为催化剂，在40mL/min的氢气流量下，以N-甲基二乙醇胺为原料，在250-270℃下，反应还原10-12h，结束后，在气相临氢氛围下保持，得到4-甲基-2-马啉酮。