[发明专利]一种稳定六方氮化硼（h-BN）高比表面积的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种稳定六方氮化硼(h‑BN)高比表面积的方法及其应用，该方法包括以下步骤：将金属源和h‑BN加入到溶剂中进行溶解处理，然后加热去除溶剂，将所得固体干燥后进行高温热处理，随后通入空气即可。本发明所制备的h‑BN催化剂中镍的负载量按重量比为5％～30％；比表面积为500～1000m²/g。本发明通过采用金属离子占据h‑BN缺陷位的方法来提高h‑BN在高温氧化条件下的结构稳定性并维持其高比表面积。通过本发明所提供的方法制备的高比表面积金属离子修饰h‑BN与市场商业化h‑BN相比具有较高的比表面积，因此将通过本发明所提供的方法制备的h‑BN应用于丙烷氧化催化反应中可以暴露出更多的活性中心，从而提高催化反应活性，也可作为一种高稳定性的高比表面积催化剂载体。

技术领域

本发明属于催化剂制备及应用技术领域，具体涉及一种稳定h-BN高比表面积的方法及其应用。

背景技术

自2004年Geim和Novoselov等人首次机械刹离出具有单层结构的二维石墨稀并因此获得了2010年诺贝尔物理学奖，二维材料的研究与应用便日益火热(Science,2004,306,666–669.)；其中有着“白色石墨烯”之称的h-BN具有特殊的物理、化学性质和独特的电子结构，使其催化研究领域中表现出很大优势。完美结构即不存在缺陷的h-BN结构相对稳定，在高温氧化条件下依旧可以维持其原本的结构，但是通过化学方法合成的高比表面积h-BN由于存在丰富的缺陷位点，导致在高温氧化等苛刻条件下其结构不稳定，容易堆叠团聚比表面积严重下降，这极大限制了高比表面积h-BN在催化领域中的应用。因此，在高温氧化条件下维持h-BN的高比表面积并且提高其结构的稳定性是其在催化等领域应用的关键问题之一。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足之处，本发明目的在于提供一种稳定h-BN高比表面积的方法及其催化应用。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种稳定h-BN高比表面积的方法，其特征在于包括如下步骤：将金属源和h-BN加入到溶剂中进行溶解处理，然后挥发去除溶剂，将所得固体干燥后进行高温处理，随后通入空气即可制得所述在苛刻条件下维持高比表面积的h-BN催化剂。

优选地，所述金属源由乙酸镍、硝酸镍、硫酸镍、氯化镍、乙酸钴、硝酸钴、硫酸钴、氯化钴、乙酸锌、硝酸锌、硫酸锌、氯化锌、乙酸镁、硝酸镁、硫酸镁或氯化镁中的一种或几种混合而成；所述溶剂选自乙醇、丙酮或己烷中的一种。

优选地，所述溶解处理的条件为室温下搅拌0.5～3h；所述挥发去除溶剂的温度为45～100℃；所述干燥条件为在35～85℃真空干燥。

优选地，所述高温处理条件为在300～800℃处理2～6h。

优选地，所述通入空气时间为在0.1～2h，空气流速为30mL/min。

一种稳定的高比表面积h-BN，其特征在于，所述h-BN中金属的负载量按重量比为5％～30％；比表面积为500～1000m²/g。

稳定的高比表面积的h-BN在丙烷氧化脱氢制烯烃中的应用。

本发明设计原理如下：

富缺陷位的高比表面积h-BN在高温氧化条件下缺陷位易被氧化，导致结构堆叠团聚，致使其比表面积严重下降，这极大地限制了h-BN在催化领域中的应用。因此，发明一种维持富缺陷h-BN高比表面积且能提高其在高温氧化条件下结构稳定的方法对于h-BN应用于催化领域中具有重大意义。