[发明专利]一种含杂原子纳米碳材料及其制备方法和应用以及一种烃脱氢反应方法

摘要

本发明公开了一种含杂原子纳米碳材料及其制备方法和应用，该含杂原子纳米碳材料含有4‑12重量％的O元素、2‑6重量％的N元素以及82‑94重量％的C元素，X射线光电子能谱中，由531.0‑532.5eV范围内的峰确定的O元素的量与由532.6‑533.5eV范围内的峰确定的O元素的量的比值为0.5‑1，由398.5‑400.1eV范围内的峰确定的N元素的量与N元素的总量的比值为0.8‑1。本发明还提供了一种使用所述含杂原子纳米碳材料作为催化剂的烃脱氢反应方法。所述含杂原子纳米碳材料在烃类物质的脱氢反应中显示出良好的催化性能，能明显提高原料转化率和产物选择性。

主权项

1.一种含杂原子纳米碳材料，该含杂原子纳米碳材料含有C元素、O元素以及N元素，以该含杂原子纳米碳材料的总量为基准并以元素计，O元素的含量为4‑12重量％，N元素的含量为2‑6重量％，C元素的含量为82‑94重量％；该含杂原子纳米碳材料中，由X射线光电子能谱中531.0‑532.5eV范围内的峰确定的O元素的量为IOc，由X射线光电子能谱中532.6‑533.5eV范围内的峰确定的O元素的量为IOe，IOc/IOe在0.5‑1的范围内；该含杂原子纳米碳材料中，由X射线光电子能谱确定该含杂原子纳米碳材料中的N元素的总量为INt，由X射线光电子能谱中398.5‑400.1eV范围内的峰确定的N元素的量为INc，INc/INt在0.8‑1的范围内；该含杂原子纳米碳材料的制备方法包括将一种分散有原料纳米碳材料、至少一种含氮化合物以及至少一种过氧化物的水分散液于密闭容器中进行反应，所述含氮化合物选自NH3、肼和尿素，所述过氧化物选自过氧化氢和式I所示的有机过氧化物，式I中，R₁和R₂各自选自H、C₄‑C₁₂的直链或支链烷基、C₆‑C₁₂的芳基、C₇‑C₁₂的芳烷基以及且R₁和R₂不同时为H，R₃为C₄‑C₁₂的直链或支链烷基或者C₆‑C₁₂的芳基，反应过程中，所述水分散液的温度保持在80‑220℃的范围内。