纳米氮碳材料及其制备方法和硫醚的催化氧化方法技术

本公开涉及一种纳米氮碳材料及其制备方法和硫醚的催化氧化方法。该硫醚的催化氧化方法包括：使硫醚在催化剂的存在下与过氧化物接触进行氧化反应，其中，所述催化剂含有纳米氮碳材料。本公开采用特殊的纳米氮碳材料催化硫醚的氧化反应，能够在温和的条件下实现对硫醚的选择性氧化，原料转化率和目标产物选择性较高。高。

【技术实现步骤摘要】
纳米氮碳材料及其制备方法和硫醚的催化氧化方法


[0001]本公开涉及一种纳米氮碳材料及其制备方法和硫醚的催化氧化方法。

技术介绍

[0002]砜类如二甲基亚砜(DMSO)是一种含硫有机化合物，常温下为无色透 明液体，溶于水、乙醇、丙酮、乙醚和氯仿，并具有高极性、高吸湿性、可 燃和高沸点非质子等特性。二甲基亚砜作为一种极性强的惰性溶剂，被广泛 用作溶剂和反应试剂，例如，作为丙烯腈聚合反应中的加工溶剂和抽丝溶剂， 作为聚氨酯的合成溶剂及抽丝溶剂，作为聚酰胺、氟氯苯胺、聚酰亚胺和聚 砜的合成溶剂。此外，二甲基亚砜具有很高的选择性抽提能力，可用作烷烃 与芳香烃分离的提取溶剂，例如：二甲基亚砜可用于芳烃或丁二烯的抽提。 同时，在医药工业中，二甲基亚砜不仅可以直接作为某些药物的原料及载体， 而且还能起到消炎止痛、利尿和镇静等作用，因此常作为止痛药物的活性组 分添加于药物中。另外，二甲基亚砜也可作为电容介质、防冻剂、刹车油和 稀有金属提取剂等。
[0003]二甲基亚砜一般采用二甲基硫醚氧化法制备，根据所使用的氧化剂和氧 化方式的不同，现有的制备方法包括硝酸氧化法、过氧化物氧化法、臭氧氧 化法、阳极氧化法和二氧化氮氧化法。
[0004]过氧化物氧化法的反应条件温和，设备和工艺路线简单，产物不需要碱 进行中和，并且对环境基本无污染。但是，在过氧化物氧化法中，氧化剂的 价格高且用量大，增加了二甲基亚砜的生产成本，限制了过氧化物氧化法的 应用范围。因此，在采用过氧化物氧化法来氧化硫醚时，提高氧化剂的有效 利用率，降低二甲基亚砜的生产成本是一个重要的课题。

技术实现思路

[0005]本公开的目的是提供一种纳米氮碳材料及其制备方法和硫醚的催化氧 化方法，该纳米氮碳材料对硫醚的选择性氧化具有优异的催化性能。
[0006]为了实现上述目的，本公开的第一方面：提供一种纳米氮碳材料的制备 方法，该方法包括以下步骤：
[0007]a、将卤化物进行干燥处理得到干燥后的卤化物，然后将得到的干燥后 的卤化物与胺类化合物混合后进行研磨处理得到第一混合物；
[0008]b、在保护气氛存在下，将步骤a得到的所述第一混合物在密闭容器内 进行热处理，得到第二混合物；
[0009]c、将步骤b得到的第二混合物冷却后进行洗涤干燥得到纳米氮碳材料。
[0010]可选地，步骤a中，所述卤化物和所述胺类化合物的摩尔比为1: (0.1～10)，优选为1：(0.2～5)。
[0011]可选地，步骤a中，所述卤化物为氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化钙、 氯化铍、氯化镁、氯化钡、溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铍、溴化钙、溴 化镁或溴化钡，或者它们中的两种
或三种的混合物，优选为氯化锂、氯化钠、 氯化钾、氯化铍、氯化钙、氯化镁或氯化钡，或者它们中的两种或三种的混 合物，更优选为氯化钠和氯化铍的混合物、氯化钾和氯化锂的混合物、氯化 钠和氯化钙的混合物。
[0012]可选地，步骤a中，所述胺类化合物为单氰胺、双氰胺、三聚氰胺或碳 酰胺，或者它们中的两种或三种的混合物，优选为三聚氰胺和/或双氰胺。
[0013]可选地，步骤b中，所述保护气氛为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或 氙气，或者它们中的两种或三种的混合物。
[0014]可选地，步骤a中，所述干燥处理的条件为：温度为60～200℃，优选为 80～180℃；时间为1～12h，优选为2～10h。
[0015]可选地，步骤b中，所述热处理的条件为：温度为300～800℃，优选为 350～750℃，时间为0.1-24h，优选为0.5-10h；
[0016]可选地，步骤c中，所述干燥的条件为：温度为60～200℃，优选为 80～180℃；时间为1～12h，优选为2～10h。
[0017]可选地，该方法还包括：将步骤c中干燥处理后的物料进行焙烧处理； 所述焙烧处理的条件为：所述焙烧处理在由氮气、氦气、氖气、氩气、氪气 和氙气的一种或几种组成的保护气氛下进行，温度为120～500℃，优选为 150～450℃，压力为0.01～1MPa，时间为1-24h，优选为2-5h。
[0018]本公开第二方面：提供由本公开第一方面所述的方法制备得到的纳米氮 碳材料。
[0019]可选地，所述纳米氮碳材料的颗粒尺寸为1～50nm，优选为3～20nm，更 优选为5～10nm。
[0020]可选地，颗粒尺寸在5～10nm的纳米氮碳材料的重量占所述纳米氮碳材 料的总重量的比例为60％以上；优选地，颗粒尺寸在5～10nm的纳米氮碳材 料的重量占所述纳米氮碳材料的总重量的比例为90％以上。
[0021]本公开第三方面：提供一种硫醚的催化氧化方法，该方法包括：使硫醚 在催化剂的存在下与过氧化物接触进行氧化反应，其中，所述催化剂含有本 公开第二方面所述的纳米氮碳材料。
[0022]可选地，所述氧化反应在浆态床反应器中进行，以10mL所述硫醚为基 准，所述催化剂的用量为1～500mg，优选为2～100mg。
[0023]可选地，所述氧化反应在固定床反应器中进行，所述硫醚的重时空速为 0.1～1000h-1
，优选为1～200h-1
。
[0024]可选地，所述氧化反应在微通道反应器中进行，以10mL所述硫醚为基 准，所述催化剂的用量为0.1～20mg，优选为0.2～10mg；反应物料的停留时 间为0.1～10min，优选为0.15-5min。
[0025]可选地，所述硫醚为二甲基硫醚、苯甲硫醚、甲乙基硫醚、二乙基硫醚 或噻吩，或者它们中的两种或三种的混合物；所述过氧化物为过氧化氢、过 氧化异丙苯、环己基过氧化氢或叔丁基过氧化氢，或者它们中的两种或三种 的组合；所述硫醚与所述过氧化物的摩尔比为1：(0.2～10)，优选为1： (0.5～5)。
[0026]可选地，该方法还包括：该方法还包括：所述氧化反应在溶剂的存在下 进行；所述溶剂为水、C1-C6的醇、C3-C8的酮或C2-C6的腈，或者它们中 的两种或三种的组合；所述硫
醚与所述溶剂的重量比为1：(1～100)。
[0027]可选地，所述氧化反应的条件为：温度为0～100℃，优选为20～80℃； 压力为0.01～3MPa，优选为0.1～2.5MPa。
[0028]通过上述技术方案，本公开采用特殊的纳米氮碳材料作为催化剂催化硫 醚的氧化反应，能够在温和的条件下实现对硫醚的选择性氧化，原料转化率 和目的产物选择性较高。
[0029]本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
[0030]以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
[0031]本公开第一方面：提供一种纳米氮碳材料的制备方法，该方法包括以下 步骤：
[0032]a、将卤化物进行干燥处理得到干燥后的卤化物，然后将得到的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米氮碳材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：a、将卤化物进行干燥处理得到干燥后的卤化物，然后将得到的干燥后的卤化物与胺类化合物混合后进行研磨处理得到第一混合物；b、在保护气氛存在下，将步骤a得到的所述第一混合物在密闭容器内进行热处理，得到第二混合物；c、将步骤b得到的第二混合物冷却后进行洗涤干燥得到纳米氮碳材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤a中，所述卤化物和所述胺类化合物的摩尔比为1:(0.1～10)，优选为1：(0.2～5)。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述卤化物为氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化铍、氯化镁、氯化钡、溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铍、溴化钙、溴化镁或溴化钡，或者它们中的两种或三种的混合物，优选为氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铍、氯化钙、氯化镁或氯化钡，或者它们中的两种或三种的混合物，更优选为氯化钠和氯化铍的混合物、氯化钾和氯化锂的混合物或氯化钠和氯化钙的混合物；所述胺类化合物为单氰胺、双氰胺、三聚氰胺或碳酰胺，或者它们中的两种或三种的混合物，优选为三聚氰胺和/或双氰胺；所述保护气氛为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气，或者它们中的两种或三种的混合物。4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤a中，所述干燥处理的条件为：温度为60～200℃，优选为80～180℃；时间为1～12h，优选为2～10h；步骤b中，所述热处理的条件为：温度为300～800℃，优选为350～750℃，时间为0.1-24h，优选为0.5-10h；步骤c中，所述干燥的条件为：温度为60～200℃，优选为80～180℃；时间为1～12h，优选为2～10h。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括：将步骤c中干燥处理后的物料进行焙烧处理；所述焙烧处理的条件为：所述焙烧处理在由氮气、氦气、氖气、氩气、氪气和氙气的一种或几种组成的保护气氛下进行，温度为120～500℃，优选为150～450℃，压力为0.01～1MPa，时间为1-24h，优选为2-5h。6.由权利要求1～5中任意一项所述的方法制备得到的纳米氮碳材料。7.根据权利要求6所述的纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：史春风，王肖，刘阳，黄慧，康振辉，赵娟，蔺晓玲，
申请(专利权)人：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：