[发明专利]非贵金属固载的氮掺杂碳纳米管催化剂及制备方法和应用

权利要求书

1.非贵金属固载的氮掺杂碳纳米管催化剂，其特征在于，所述催化剂具有竹节状管式形貌，部分碳纳米管中含有金属纳米颗粒，所有碳纳米管为中空结构；所述催化剂的I_D/I_G值范围在0.95～0.98，氮含量在2.54～3.13wt％，比表面积在166.2～307.3m²·g^-1，孔容范围在0.626～2.490cm³·g^-1，孔径范围在3.93～3.95nm，属于介孔材料。

2.权利要求1所述的非贵金属固载的氮掺杂碳纳米管催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，取硝酸银溶于去离子水中，加入二氰胺钠，搅拌反应，抽滤，用水洗滤饼，得到白色的二氰胺银固体；

步骤2，在转速为800～1500rpm/min的搅拌下，向二氰胺银固体逐滴加入非贵金属溴化物的水溶液，在避光条件下连续搅拌12h后，抽滤，弃置淡黄色溴化银滤饼，收集非贵金属二氰胺化物滤液，旋转蒸发除去水，真空干燥后得到非贵金属二氰胺化物固体；

步骤3，使用惰性气体对非贵金属二氰胺化物固体进行吹扫后，先升温至550℃并恒温保持1～2h，随后升温至700～1000℃并恒温保持1～2h，升温速率为2～5℃/min，得到黑色固体；

步骤4，将得到的黑色固体置于酸中刻蚀，抽滤，用去离子水洗至中性，烘干，活化，得到黑色的非贵金属固载于氮掺杂碳纳米管的催化剂。

3.根据权利要求2所述的非贵金属固载的氮掺杂碳纳米管催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中硝酸银、去离子水、二氰胺钠的质量比为2.1～8.6：30～100：1.1～4.5。

4.根据权利要求2所述的非贵金属固载的氮掺杂碳纳米管催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中搅拌反应的时间为1～2h。

5.根据权利要求2所述的非贵金属固载的氮掺杂碳纳米管催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中非贵金属溴化物为溴化钴、溴化亚铁、溴化镍中的一种，所述非贵金属溴化物与硝酸银的摩尔比为0.4～0.45：1，非贵金属溴化物的水溶液的浓度0.1～0.5mol/L。

6.根据权利要求2所述的非贵金属固载的氮掺杂碳纳米管催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3中惰性气体为氮气、氩气中的一种或两种按任意比混合的气体。

7.根据权利要求2所述的非贵金属固载的氮掺杂碳纳米管催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3中惰性气体的流量为50～300mL/min。

8.根据权利要求2所述的非贵金属固载的氮掺杂碳纳米管催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤4中酸为稀盐酸或稀硫酸，其浓度为0.1～1.0mol/L。

9.根据权利要求2所述的非贵金属固载的氮掺杂碳纳米管催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤4中刻蚀时间为12～18h，刻蚀次数1～2次；所述活化的温度为700℃，时间为1～2h。

10.权利要求1所述的非贵金属固载的氮掺杂碳纳米管催化剂的应用，其特征在于，应用于在甲醇/乙醇/异丙醇反应介质中对硝基芳烃催化加氢制备芳香胺。