[发明专利]过氧化氢制备用碳基催化剂的制备方法及碳基催化剂

说明书

本发明提供一种过氧化氢制备用碳基催化剂的制备方法及碳基催化剂，该方法包括：将减压渣油、甲苯和盐类物质的混合溶液进行超声波处理；去除经过超声处理的混合溶液中的甲苯；对去除甲苯后的减压渣油与盐类物质的混合物进行加热，并将碳化温度控制在500～1000℃之间，并在氮气氛围内，对减压渣油进行碳化处理，其中，碳化温度低于盐类物质的熔点；碳化处理结束后，对碳化处理后的混合物进行降温，并且在降温的过程中，将氮气氛围转换为含有氮气和氧气氛围，直至温度降至室温，得到碳产物和盐类物质的混合物；将含有碳产物和盐类物质的混合物水洗，去除盐类物质，得到碳基催化剂。该制备方法简单、成本低，碳基催化剂具有高催化活性、选择性。

技术领域

本发明涉及催化剂生产技术领域，尤其涉及过氧化氢制备用碳基催化剂的制备方法及碳基催化剂。

背景技术

过氧化氢(H₂O₂)是一种重要的化工用品，广泛用于造纸、纺织、化工合成、环境治理、医用消毒等。目前，工业上主要采用蒽醌法生产H₂O₂，通过氢化、氧化、萃取、净化、浓缩等工艺获得不同浓度的H₂O₂产品，但该方法工艺繁琐，生产过程不连续，且用到有毒原料、有毒溶剂、贵金属催化剂、易爆的H2等，能耗高、危险性高。

现有的另一种过氧化氢的制备工艺，利用两电子路径的氧(O₂)还原反应可将O₂和水经一步电化学反应转化为H₂O₂，是一种简易、清洁的H₂O₂生产方法，有望替代当前的多步蒽醌法。但该方法制备技术不成熟、制备成本较高，制备方法繁杂等，制备效率低，并不能满足工业上大量生产过氧化氢的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种氧化氢制备用碳基催化剂的制备方法及碳基催化剂，碳基催化剂的制备方法简单，且将该碳基催化剂应用到过氧化氢的制备中，可以有效的提高过氧化氢的制备效率，满足工业上大规模生产的需求。

本发明的第一方面提供了一种过氧化氢制备用碳基催化剂的制备方法，包括：

提供减压渣油；

将所述减压渣油、甲苯和盐类物质的混合溶液进行超声波处理；

去除经过超声处理的混合溶液中的甲苯；

对去除甲苯后的减压渣油与盐类物质的混合物进行加热，并将碳化温度控制在500～1000℃之间，并在氮气氛围内，对所述减压渣油进行碳化处理，其中，碳化温度低于所述盐类物质的熔点；

所述碳化处理结束后，对所述碳化处理后的混合物进行降温，并且在降温的过程中，将所述氮气氛围转换为含有氮气和氧气氛围，直至所述碳化温度降至室温，得到碳产物和盐类物质的混合物；

将所述含有碳产物和盐类物质的混合物水洗，去除盐类物质，得到所述碳基催化剂。

根据本发明的一个实施例，所述减压渣油、甲苯和盐类物质的混合溶液中，所述减压渣油与所述盐类物质的质量比为1：(10～80)。

根据本发明的一个实施例，所述甲苯溶液的体积为20-40mL。

根据本发明的一个实施例，所述去除经过超声处理的混合溶液中的甲苯，包括：采用减压蒸馏法除去所述混合溶液中的甲苯。

根据本发明的一个实施例，对去除甲苯后的减压渣油与盐类物质的混合物进行加热，在所述加热的温度在500-1000℃的条件下，且在氮气氛围内，对所述减压渣油进行碳化处理，进一步包括：对去除甲苯后的减压渣油与盐类物质的混合物进行加热，在所述加热的温度为700-800℃的条件下，并且在流量为0.05L/min的氮气氛围内，对所述减压渣油碳化处理2小时。