[发明专利]一种磷改性的炭基催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种磷改性炭基催化剂催化环己烷脱氢制苯和氢气反应的应用，其特征在于：所述磷改性炭基催化剂采用含磷化合物对炭基催化剂进行改性，以催化剂总质量计，磷的质量含量0.3~10%；所述磷改性炭基催化剂的制备方法为以下任一种：

1）将含磷化合物溶于水或者有机溶剂配制成含磷溶液，将含磷溶液与炭基材料混合浸渍1~24h后干燥，在非氧气气氛中于400~1000℃焙烧1~10h，得到所述催化剂，所述炭基材料为活性炭、碳黑或碳纳米管；

或者，2）将含磷化合物溶于水或者有机溶剂配制成含磷溶液，将含磷溶液与炭基材料混合后在高压水热釜中水热处理，在120~280℃反应1~48h，水热结束后过滤出炭基材料，干燥后在惰性气氛于400~1000℃焙烧1~10h，得到所述催化剂，所述炭基材料为活性炭、碳黑或碳纳米管；

或者，3）将含磷化合物溶于水或者有机溶剂配制成含磷溶液，将含磷溶液与含碳化合物混合均匀浸渍2-20 h后干燥；将干燥的混合物置于非氧气气氛下，于400~1000℃碳化，得到所述催化剂，所述含碳化合物选自淀粉、纤维素、木质素。

2.如权利要求1所述的磷改性炭基催化剂催化环己烷脱氢制苯和氢气反应的应用，其特征在于：所述催化剂的比表面积为300~2500 m²/g，孔容为0.2~1.8 cm³/g，平均孔径为0.3～0.9nm。

3.如权利要求1所述的磷改性炭基催化剂催化环己烷脱氢制苯和氢气反应的应用，其特征在于，所述含磷化合物选自磷酸、磷酸盐、苯膦酸、植酸、三苯氧磷、三苯基膦、三丁基膦中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的磷改性炭基催化剂催化环己烷脱氢制苯和氢气反应的应用，其特征在于：所述催化剂表面富含磷氧碳氢的化学基团，具有弱酸和中等强度的酸性中心。

5.如权利要求1所述的磷改性炭基催化剂催化环己烷脱氢制苯和氢气反应的应用，其特征在于：制备的磷改性炭基催化剂材料表面有丰富的C、O、P组成的官能团；P原子直接和C原子相连组成C-P键，或者P原子通过氧桥与碳原子相连形成C-O-P健。

6.如权利要求1所述的磷改性炭基催化剂催化环己烷脱氢制苯和氢气反应的应用，其特征在于：将催化剂装入固定床反应器中进行环己烷脱氢反应，反应温度为350~550℃。