[发明专利]一种缺陷碳纳米管催化剂的可控制备方法以其在催化转化醇制备相应酮的应用

权利要求书

1.一种缺陷碳纳米催化剂的应用，其特征在于，应用于脂环醇及脂肪醇制备相应的醛或酮，具体步骤如下：称取1mmol醇溶解于有机溶剂里，搅拌均匀后加入缺陷碳催化剂，超声5～10min，得到分散的溶液，将上述溶液置于高压反应釜内，充入氧气，在反应温度下反应即可制得相应的醛或酮；

所述脂环醇为环己醇或环戊醇；所述脂肪醇为正戊醇或正己醇，其结构如下所示；

所述缺陷碳纳米管催化剂的可控制备方法为：在纯净的平行碳纳米管表面制备一系列缺陷位后得到缺陷碳催化剂，所述缺陷位包括扶手型和锯齿型中的一种以上；所述缺陷碳催化剂中起催化作用的活性位点是暴露的扶手型或锯齿型缺陷位。

2.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述的缺陷碳纳米催化剂的制备方法，包括如下步骤：

①取平行碳纳米管，在100～120ml浓度为6～12M盐酸溶液中酸洗12～16h，用去离子水冲洗至pH＝7.0时，置于真空干燥箱干燥；

②取平行碳纳米管和硝酸盐同时置于30～60ml无水乙醇中，搅拌6～8h，于25℃自然干燥；

③待样品彻底干燥后，将其置于管式炉中，在空气氛围中180～280℃条件下煅烧(0.5～1)h，将煅烧后的样品记为CNTs-x，其中x为碳材料表面金属氧化物的理论含量；

④将CNTs-x置于100～120ml浓度为8～12M的浓盐酸溶液中，在100～120℃的条件下回流3～8h，去除平行碳纳米管表面的氧化物，得到表面含有不同缺陷位的CNTs-x-A,A代表酸洗。

3.根据权利要求2所述应用，其特征在于，平行碳纳米管表面的缺陷位大小通过改变硝酸盐的种类进行调控，缺陷孔大小在2～6nm。

4.根据权利要求2所述应用，其特征在于，所述硝酸盐包括：硝酸锌、硝酸铁或硝酸锰。

5.根据权利要求2所述应用，其特征在于，步骤②中，所述硝酸盐与平行碳纳米管的质量比为0.8～4.8。

6.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述缺陷碳催化剂与醇的质量比为0.1-0.3：1；

缺陷碳催化剂与醇的质量比为为0.15:1；所述溶剂包括：1,4-二氧六环，二甲基亚砜、四氢呋喃或乙腈；醇与溶剂的比值为1mmol：10～15ml溶剂。

7.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述氧气的压力为0.2～1.5MPa，反应温度为100～140℃，所述反应时间为8～16h。

8.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述氧气的压力为1.0MPa，反应温度为110℃，反应时间为12h。