[发明专利]基于含氮生物聚合物的催化剂、其制备方法及其在氢化方法、还原脱卤和氧化中的用途

权利要求书

1.基于含氮生物聚合物的催化剂制备方法，其包含下述步骤：

(a)在溶剂存在下，将金属前体与含氮生物聚合物混合，以得到具有含氮生物聚合物的金属络合物；

(b)如果需要，干燥具有含氮生物聚合物的金属络合物；和

(c)在惰性气体气氛下，在500℃～900℃的温度下，热解具有含氮生物聚合物的金属络合物，以得到基于含氮生物聚合物的催化剂。

2.权利要求1的方法，其中金属前体含有过渡金属。

3.权利要求1或2的方法，其中金属前体含有选自锰、铁、钌、钴、铑、镍、钯、铂和铜的过渡金属，优选镍或钴，更优选钴。

4.权利要求1-3中任意一项的方法，其中金属前体是金属盐，优选选自乙酸盐、溴化物盐、氯化物盐、碘化物盐、盐酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、氢氧化物盐、硝酸盐、亚硝酰硝酸盐和草酸盐，或者金属螯合物，优选乙酰丙酮酸盐螯合物。

5.权利要求1-4中任意一项的方法，其中溶剂选自醇类，优选乙醇，和水，或其混合物。

6.权利要求1-5中任意一项的方法，其中含氮生物聚合物选自壳聚糖、壳多糖或聚氨基酸，优选壳聚糖或壳多糖，更优选壳聚糖。

7.权利要求1-6中任意一项的方法，其中将具有含氮生物聚合物的金属络合物在550℃～850℃的温度下、优选在600℃～800℃的温度下热解。

8.权利要求1-7中任意一项的方法，其中热解时间是10分钟至3小时，优选热解时间是1小时至2小时。

9.根据权利要求1-8中任意一项的方法可得到的基于含氮生物聚合物的催化剂。

10.基于含氮生物聚合物的催化剂，其包含金属颗粒和至少一种含氮碳层。

11.权利要求10的基于含氮生物聚合物的催化剂，其中金属颗粒包含金属颗粒和/或氧化金属颗粒，优选金属的和/或氧化的锰、铁、钌、钴、铑、镍、钯、铂或铜颗粒，优选钴或镍颗粒，更优选钴颗粒。

12.权利要求10或11的基于含氮生物聚合物的催化剂，其中基于含氮生物聚合物的催化剂包含含有2-100个氮的碳层。

13.权利要求12基于含氮生物聚合物的催化剂，其中含氮的碳层包含石墨型氮、吡啶型氮和/或吡咯型氮。

14.权利要求9-13中任意一项基于含氮生物聚合物的催化剂在氢化过程中的用途，优选在硝基芳烃类、腈类或亚胺类氢化过程中的用途；在C-X键还原脱卤过程中的用途，其中X是Cl、Br或I，优选在有机卤化物脱卤过程中或者经有机卤化物脱卤的芳烃类氘代标记过程中的用途；或者氧化过程中的用途。

15.在权利要求9-13中任意一项基于含氮生物聚合物的催化剂存在下进行的氢化方法、C-X键还原脱卤方法(其中X是CI、Br或I)或者氧化方法。

16.含氮生物聚合物的金属络合物，其中金属是选自锰、钌、钴、铑、镍、钯和铂的过渡金属，优选其中金属是钴(II)或镍(II)，并且其中含氮生物聚合物选自壳聚糖、壳多糖和聚氨基酸，优选壳聚糖或壳多糖。

17.权利要求16含氮生物聚合物的金属络合物，其中含氮生物聚合物是壳聚糖或壳多糖，更优选壳聚糖，并且过渡金属是钴(II)或镍(II)，更优选钴(II)。