含杂原子纳米碳材料及其制备方法以及环己烷氧化方法技术

本发明专利技术公开了一种含杂原子纳米碳材料及其制备方法以及环己烷氧化方法，其中，所述含杂原子纳米碳材料表面的过氧基团的含量不低于3×10

Heteroatom containing carbon nanomaterials and their preparation and cyclohexane oxidation

The invention discloses a heteroatom containing nano carbon material, a preparation method and a cyclohexane oxidation method, wherein the content of peroxy group on the surface of the heteroatom containing nano carbon material is not less than 3 \u00d7 10

【技术实现步骤摘要】
含杂原子纳米碳材料及其制备方法以及环己烷氧化方法
本专利技术涉及一种含杂原子纳米碳材料及其制备方法，更具体地，涉及采用所述含杂原子纳米碳材料作为催化剂的环己烷氧化方法。
技术介绍
环己烷氧化在工业上具有重要的作用，其氧化产物包括醇酮混合物(KA油)和己二酸，是合成尼龙和聚氨酯的重要前驱体，同时也是许多润滑油以及添加剂的中间体。目前工业上主要有无催化氧化法和催化氧化法。无催化氧化法的特点主要是具有较高的醇酮选择性，产物易于分离提纯，但是环己烷的转化率较低，仅为4-6％。而催化氧化法主要应用的催化剂是钴盐催化剂和硼酸催化剂。以钴盐为催化剂的工艺流程存在产物易结渣堵塞管道，生产周期长等缺点；而以硼酸为催化剂的工艺则有能耗高，流程长等问题。此外，上述工艺流程均是先制备KA油，在进一步氧化制备己二酸，其工艺流程不可避免的造成能耗的提高与环境的污染。因此，开发新的己二酸生产工艺具有重要意义。CN101337878A公开了一种催化氧化环己烷直接生产己二酸的方法，该方法所用催化剂为碳材料催化剂，所述碳材料催化剂包括碳纳米管、石墨或活性炭，所述碳纳米管包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含杂原子纳米碳材料，其特征在于，所述含杂原子纳米碳材料表面的过氧基团的含量不低于3×10

【技术特征摘要】
20180528 CN 20181052339661.一种含杂原子纳米碳材料，其特征在于，所述含杂原子纳米碳材料表面的过氧基团的含量不低于3×10-6mol/g。


2.根据权利要求1所述的含杂原子纳米碳材料，其中，所述含杂原子纳米碳材料表面的过氧基团的含量不低于4×10-6mol/g，更优选不低于5×10-6mol/g。


3.根据权利要求1或2所述的含杂原子纳米碳材料，其中，所述含杂原子纳米碳材料含有氧元素、氮元素、氢元素和碳元素，以该含杂原子纳米碳材料的总量为基准，以元素计，所述氧元素的含量为0.1-20重量％，所述氮元素的含量为0.1-10重量％，所述氢元素的含量为0.1-2重量％，所述碳元素的含量为70-99重量％；
优选，以该含杂原子纳米碳材料的总量为基准，以元素计，所述氧元素的含量为0.2-5重量％，所述氮元素的含量为0.5-5重量％，所述氢元素的含量为0.1-1重量％，所述碳元素的含量为90-99重量％。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的含杂原子纳米碳材料，其中，所述含杂原子纳米碳材料为含杂原子碳纳米管，优选为含杂原子多壁碳纳米管。


5.一种含杂原子纳米碳材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：将原料纳米碳材料与至少一种氧化剂接触，以得到经氧化处理的纳米碳材料，并将经氧化处理的纳米碳材料在不低于1100℃的温度下于非活性气氛中进行焙烧，将经焙烧所得的含杂原子纳米碳材料于含氧气氛中放置，放置的持续时间至少为1h。


6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述氧化剂为选自HNO3、H2SO4、过氧化氢和式I所示的过氧化物中的一种或两种以上，



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；
优选地，所述氧化剂为HNO3和/或H2SO4；
更优选地，所述氧化剂为HNO3和H2SO4；
进一步优选地，所述氧化剂为HNO3和H2SO4，且HNO3和H2SO4摩尔比为1:2-10。


7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，相对于100重量份所述原料纳米碳材料，所述氧化剂的用量为500-50000重量份，优选为1000-30000重量份，更优选为1500-20000重量份，进一步优选为4000-10000重量份，更进一步优选为6000-9000重量份。


8.根据权利要求5-7中任意一项所述的制备方法，其中，所述原料纳米碳材料与所述氧化剂在超声波存在下进行接触，所述超声波的频率为25-100kHz，所述接触在10-50℃的温度下进行，优选在20-50℃的温度下进行，所述接触的持续时间为0.5-10小时，优选为1-6小时。


9.根据权利要求5-8中任意一项所述的制备方法，其中，所述接触在水中进行，相对于100重量份所述原料纳米碳材料，水的用量为500-10000重量份，优选为1000-8000重量份，更优选为3000-6000重量份。


10.根据权利要求8或9所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泽华，荣峻峰，吴耿煌，林伟国，谢婧新，宗明生，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11