[发明专利]碳包覆过渡金属的纳米复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳包覆过渡金属的纳米复合材料，所述纳米复合材料包括载体及负载于所述载体上的核壳结构，所述核壳结构的壳层为含有氧的石墨化碳层，所述核壳结构的内核为过渡金属纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其中所述纳米复合材料为具有至少一个介孔分布峰的介孔材料。

3.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其中所述纳米复合材料为同时含有微孔和介孔的多级孔结构材料。

4.根据权利要求2或3所述的纳米复合材料，其中所述纳米复合材料中介孔体积占总孔体积的比例大于50％，优选大于80％。

5.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其中所述载体选自活性炭、二氧化硅、氧化铝和分子筛中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其中以原子百分含量计，所述氧含量小于25.0at％，优选为2.0at％～20.0at％，更优选为5at％～15.0at％。

7.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其中所述过渡金属选自铁、钴、镍、铜和锌中的一种或多种。

8.一种权利要求1～7中任一项所述的纳米复合材料的制备方法，包括：

将过渡金属盐与多元有机羧酸置于溶剂中混合形成均相溶液；

将所述载体置于所述均相溶液中混合，干燥后得前驱体；

所述前驱体在惰性气氛或还原性气氛下进行热解，得所述纳米复合材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其中所述过渡金属盐选自过渡金属的有机酸盐、碳酸盐和碱式碳酸盐中的一种或多种，所述过渡金属的有机酸盐优选为不含杂原子的过渡金属的有机羧酸盐，更优选为不含杂原子的所述过渡金属的醋酸盐，其中所述杂原子指所述过渡金属以外的金属原子。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其中所述多元有机羧酸选自柠檬酸、顺丁烯二酸、均苯三甲酸、对苯二甲酸、苹果酸、乙二胺四乙酸和吡啶二羧酸中的一种或多种。

11.根据权利要求8所述的制备方法，所述过渡金属盐与多元有机羧酸的质量比为1:0.1～10，优选为1:0.5～5，更优选为1:0.8～3；所述载体与所述过渡金属盐的质量比为1:1～20，优选为1:1～10。

12.根据权利要求8所述的制备方法，其中所述溶剂为水和/或乙醇。

13.根据权利要求8所述的制备方法，其中所述热解包括：在惰性气氛或还原性气氛下，对所述前驱体加热升温至恒温段，并在所述恒温段保持恒温；

其中，所述加热升温的速率为0.5℃/min～30℃/min，优选为1℃/min～10℃/min；所述恒温段温度为400℃～800℃，优选为500℃～800℃；所述恒温的时间为20min～600min，优选为60min～480min；所述惰性气氛为氮气或氩气，所述还原性气氛为惰性气体与氢气的混合气体。

14.根据权利要求1～7中任一项所述的纳米复合材料作为催化剂在催化加氢反应中的应用。

15.根据权利要求14所述的应用，其中所述催化加氢反应为对氯硝基苯加氢制备对氯苯胺、硝基苯加氢制备苯胺、硝基苯酚加氢制备氨基苯酚、对硝基苯甲醚加氢制备对氨基苯甲醚、苯酚加氢制备环己醇、烯烃加氢制备饱和烷烃、芳烃加氢制备环己烷或其衍生物、醛加氢制备醇或酮加氢制备醇。

16.根据权利要求1～7中任一项所述的纳米复合材料作为催化剂在处理挥发性有机化合物中的应用，包括：

使所述挥发性有机化合物与所述纳米复合材料接触，以进行催化氧化反应。