[发明专利]含杂原子纳米碳材料及其制备方法以及环己烷氧化方法

权利要求书

1.一种含杂原子纳米碳材料，其特征在于，所述含杂原子纳米碳材料表面的过氧基团的含量不低于4×10^-6mol/g；

所述含杂原子纳米碳材料含有氧元素、氮元素、氢元素和碳元素，以该含杂原子纳米碳材料的总量为基准，以元素计，所述氧元素的含量为0.1-20重量%，所述氮元素的含量为0.1-10重量%，所述氢元素的含量为0.1-2重量%，所述碳元素的含量为70-99重量%；

所述含杂原子纳米碳材料采用以下方法制备：

将原料纳米碳材料与至少一种氧化剂接触，以得到经氧化处理的纳米碳材料，并将经氧化处理的纳米碳材料在不低于1100℃的温度下于非活性气氛中进行焙烧，将经焙烧所得的含杂原子纳米碳材料于含氧气氛中放置，放置的持续时间至少为1h。

2.根据权利要求1所述的含杂原子纳米碳材料，其中，所述含杂原子纳米碳材料表面的过氧基团的含量不低于5×10^-6mol/g。

3.根据权利要求1所述的含杂原子纳米碳材料，其中，以该含杂原子纳米碳材料的总量为基准，以元素计，所述氧元素的含量为0.2-5重量%，所述氮元素的含量为0.5-5重量%，所述氢元素的含量为0.1-1重量%，所述碳元素的含量为90-99重量%。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的含杂原子纳米碳材料，其中，所述含杂原子纳米碳材料为含杂原子碳纳米管。

5.根据权利要求4所述的含杂原子纳米碳材料，其中，所述含杂原子纳米碳材料为含杂原子多壁碳纳米管。

6.一种含杂原子纳米碳材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：将原料纳米碳材料与至少一种氧化剂接触，以得到经氧化处理的纳米碳材料，并将经氧化处理的纳米碳材料在不低于1100℃的温度下于非活性气氛中进行焙烧，将经焙烧所得的含杂原子纳米碳材料于含氧气氛中放置，放置的持续时间至少为1h。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述氧化剂为选自HNO₃、H₂SO₄、过氧化氢和式I所示的过氧化物中的一种或两种以上，

（式I）

式I中，R₁和R₂各自选自H、C₄-C₁₂的直链或支链烷基、C₆-C₁₂的芳基、C₇-C₁₂的芳烷基以及，且R₁和R₂不同时为H，R₃为C₄-C₁₂的直链或支链烷基或者C₆-C₁₂的芳基。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述氧化剂为HNO₃和/或H₂SO₄。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述氧化剂为HNO₃和H₂SO₄。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述氧化剂为HNO₃和H₂SO₄，且HNO₃和H₂SO₄摩尔比为1:2-10。

11.根据权利要求6或7所述的制备方法，其中，相对于100重量份所述原料纳米碳材料，所述氧化剂的用量为500-50000重量份。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其中，相对于100重量份所述原料纳米碳材料，所述氧化剂的用量为1000-30000重量份。