[发明专利]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

权利要求书

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所述的丁醇催化脱氢制备醛类化合物的纳米碳催化剂的应用，其特征在于：该纳米碳催化剂应用于丁醇氧化脱氢制备醛类化合物的反应中。

6.根据权利要求5所述的丁醇催化脱氢制备醛类化合物的纳米碳催化剂的应用，其特征在于：该纳米碳催化剂的应用过程如下：反应体系中，丁醇为反应物，氧气或空气为氧化剂，惰性气体为载气；催化反应温度为200～450℃，反应空速为1～100ml/(mg*h)。

7.根据权利要求6所述的丁醇催化脱氢制备醛类化合物的纳米碳催化剂的应用，其特征在于：所述反应物丁醇为1-丁醇、2-丁醇或异丁醇，反应物分压为0.1～99KPa；所述氧化剂分压为0.1～99KPa。

8.根据权利要求7所述的丁醇催化脱氢制备醛类化合物的纳米碳催化剂的应用，其特征在于：反应物丁醇分压与氧化剂分压的比值为1:(0.1～20)。

9.根据权利要求6所述的丁醇催化脱氢制备醛类化合物的纳米碳催化剂的应用，其特征在于：催化过程中使用的惰性气体载气为氦气、氮气或氩气。

10.根据权利要求6所述的丁醇催化脱氢制备醛类化合物的纳米碳催化剂的应用，其特征在于：通过改变催化剂制备过程中的热处理温度和/或催化反应过程中的催化反应温度，能够调整丁醇转化率和醛类化合物的选择性。