[发明专利]一种钴氮共掺杂鱼鳞生物炭催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种钴氮共掺杂鱼鳞生物炭催化剂在乙酰丙酸即LA催化加氢制备γ-戊内酯即GVL中的应用，所述钴氮共掺杂鱼鳞生物炭催化剂，以鱼鳞废弃物为原料，催化剂比表面积为240-400m²/g且具有大量管状结构，催化剂以Co、CoOx、Co-Nx中的至少一种为活性组分。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用具体为：将钴氮共掺杂鱼鳞生物炭催化剂与LA在溶剂中混合，通入氢源，在高压反应釜中反应得到GVL。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，催化剂与LA的质量比为1：9-12，所述溶剂选自1,4-二氧六环、四氢呋喃、甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种；所述氢源选自氢气、甲醇、异丙醇、甲酸中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，LA与溶剂的质量体积比为0.5-0.8g：20-30mL；氢气压为0.5-2.0MPa，反应温度为120-200℃，反应时间为2-5h。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述钴氮共掺杂鱼鳞生物炭催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

鱼鳞废弃物经预处理和水热碳化处理后得到生物炭，再将生物炭与乙二胺合钴及三聚氰胺混合研磨均匀后进行热解处理，其中生物炭与三聚氰胺的质量比为1：0.5-4，生物炭与乙二胺合钴的质量比为1：0.5-1.5。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述乙二胺合钴利用乙二胺作为螯合剂与钴金属源进行配位反应得到，具体方法为：称取一定量Co(NO)₃溶于乙醇溶液，搅拌过程中滴加乙二胺使溶液呈糊状，再将糊状物干燥处理后得到乙二胺合钴。

7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述热解处理的温度为600-900℃，时间为1~3小时，具体方法为：将生物炭与乙二胺合钴及三聚氰胺的混合物置入管式炉中后在惰性气氛下将温度升至600-900℃热解1~3小时，自然冷却至室温，研磨过筛后得到钴氮共掺杂炭催化剂。

8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的预处理为：将收集的鱼鳞废弃物洗净进行干燥处理后研磨成粉，干燥温度为70-100℃。

9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的水热碳化处理为：将预处理后的鱼鳞和去离子水混合后置于聚四氟乙烯内衬中超声处理5~30min，在密闭环境中180-220℃下水热碳化5-12小时得到鱼鳞生物炭。