[发明专利]一种石油沥青基非金属催化剂的制备方法及应用

摘要

本发明属于碳纳米材料领域和催化技术领域，涉及一种石油沥青基非金属催化剂的制备方法，并提出上述材料在催化领域的应用。本发明选用碳含量高的石油沥青作为碳源，原料易得，价格低廉。以三氧化二铁为模板，以尿素为氮源，经模板导向和后续高温煅烧处理，制备孔结构丰富、含氮量高的氮掺杂多孔碳材料，比表面积可达883m2/g。制备工艺流程过程简单、操作容易，易于大规模工业化生产。所制石油沥青基氮掺杂多孔碳材料作为一种非金属催化剂，对硝基芳香化合物还原为胺基芳香化合物反应具有优秀的催化活性，在常温下数分钟内即可完成反应，转化率和选择性为100％，并可重复循环利用12次以上。所制非金属催化剂不含金属、贵金属组分，成本低廉，绿色环保，活性和稳定性优异，具有良好的工业应用前景。

主权项

一种石油沥青基非金属催化剂的制备方法及应用，其特征在于：以石油沥青作为碳源，以三氧化二铁为模板，以尿素为氮源，经模板导向和高温煅烧处理，制备石油沥青基氮掺杂多孔碳材料，所得材料可作为催化还原硝基芳香化合物为胺基芳香化合物高效的非金属催化剂。本发明的最大特点在于原料廉价易得，制备流程简单快速，可实现批量制备，所制材料比表面积大，活性位点丰富，不含金属元素，绿色环保，催化活性和循环稳定性优异，其具体制备方法如下：(1)将石油沥青与氧化铁以适当比例混合，溶于甲苯溶液中，充分搅拌，在适当温度下蒸干溶剂，得到红棕色固体样品；(2)将上述得到的固体样品在惰性气体中高温煅烧处理，得到黑色固体；(3)将黑色固体加入稀盐酸溶液，浸渍洗涤，过滤回收固体样品，再进行多次水洗至pH＝7，将样品真空干燥，得到石油沥青基多孔碳材料；(4)将石油沥青基多孔碳材料与尿素以适当比例混合，研磨均匀，在高温下煅烧，得到石油沥青基氮掺杂多孔碳材料。