一种丁醇催化脱氢制备醛类化合物的纳米碳催化剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种丁醇催化脱氢制备醛类化合物的纳米碳催化剂及其应用，属于纳米碳催化脱氢技术领域。所述的纳米碳催化剂可以催化丁醇脱氢高选择性地生成相应的醛类产物；催化反应条件为：反应温度200～450℃，氧气为氧化剂。本发明专利技术所述的催化剂通过调控纳米碳材料表面不同含氧官能团的种类和数量有效提高纳米碳催化丁醇脱氢产物的选择性，同时通过改变纳米碳表面的石墨层结构可以大幅提高脱氢产物的转化率。该催化剂具有制备方便，成本低廉，能保持长时间的催化活性，在醇类气相氧化脱氢过程中具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种丁醇催化脱氢制备醛类化合物的纳米碳催化剂及其应用
本专利技术涉及纳米碳催化脱氢
，具体涉及一种丁醇催化脱氢制备醛类化合物的纳米碳催化剂及其应用。
技术介绍
丁醇是新一代的可再生资源，可由生物质原料通过发酵进行工业生产，具有原料来源广泛，附加值高，易于存储运输等优点。而目前丁醇主要用作燃料，造成资源浪费，对丁醇进行转化利用，生产高附加值的化工产品逐渐受到人们的关注。常见的丁醇转化利用主要有通过酸催化直接脱水生成丁烯和脱氢生成醛类化合物两种方法。目前对于经济效益更高的丁醇脱氢生产醛类化合物的研究报道相对较少，较常用的多为金属催化剂，不仅价格较高，造成金属资源的浪费，而且易失活，产物产率也相对较低。纳米碳作为一种新型催化剂具有价格低廉、稳定性高、可调节的表面化学性质、绿色可再生等优点，是传统金属催化剂的潜在替代品。纳米碳在烷烃脱氢反应中表现出非常可观的氧化脱氢选择性和稳定性，而其表面的含氧官能团被认为是其催化反应活性的来源。但是纳米碳材料表面的含氧官能团种类较多，每种官能团所起到的催化作用不尽相同，并且含氧官能团会随着催化反应条件不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丁醇催化脱氢制备醛类化合物的纳米碳催化剂，其特征在于：该纳米碳催化剂是将经硝酸处理后的纳米碳材料进行高温处理后获得，所述高温处理过程为：经硝酸处理后的纳米碳材料在惰性气氛或真空条件下进行热处理，热处理温度300～1300℃，热处理时间0.5～12h，热处理后即得到所述纳米碳催化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种丁醇催化脱氢制备醛类化合物的纳米碳催化剂，其特征在于：该纳米碳催化剂是将经硝酸处理后的纳米碳材料进行高温处理后获得，所述高温处理过程为：经硝酸处理后的纳米碳材料在惰性气氛或真空条件下进行热处理，热处理温度300～1300℃，热处理时间0.5～12h，热处理后即得到所述纳米碳催化剂。


2.根据权利要求1所述的丁醇催化脱氢制备醛类化合物的纳米碳催化剂，其特征在于：所述纳米碳材料采用硝酸处理的过程如下：
首先，将纳米碳材料分散于浓度10～70wt.％硝酸中，得到纳米碳材料的分散液；所述纳米碳材料的分散液中，纳米碳材料的含量为1～10毫克/毫升；
然后在搅拌条件下，将纳米碳材料的分散液加热，加热温度为80～140℃，反应时间为0.5～12h，反应后过滤分散液，将过滤后的纳米碳用去离子水洗涤，以去除吸附的硝酸，再将洗涤后的纳米碳干燥。


3.根据权利要求1或2所述的丁醇催化脱氢制备醛类化合物的纳米碳催化剂，其特征在于：所述纳米碳材料为碳纳米管、纳米金刚石、石墨烯和洋葱状SP2纳米碳中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的丁醇催化脱氢制备醛类化合物的纳米碳催化剂，其特征在于：所述高温处理时使用的惰性气氛为氦气、氮气或氩气。


5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐伟，李凡，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21