[发明专利]用于氧化脱氢偶联反应的负载型非贵金属单原子催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于氧化脱氢偶联反应的负载型非贵金属单原子催化剂，其特征为该催化剂包括载体、活性组分和酞箐配体；其中，碳纳米管为载体，酞箐分子为配体，所述的活性组分为Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn中的一种或多种；活性组分和酞箐分子配体形成金属酞箐化合物锚定在碳纳米管载体上；催化剂上金属活性组分含量约为1-4％，酞菁配体含量为9-36％。

2.如权利要求1所述的用于氧化脱氢偶联反应的负载型非贵金属单原子催化剂制备方法，其特征为该方法包括如下步骤：

(1)将多壁碳纳米管(MWCNT)与水混合，然后超声分散0.5-2h，得到溶液A；

其中，质量比为MWCNT:水＝1:100-200；

(2)将尿素、金属氯化物MCl_x、(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O、NH₄Cl溶于水中，得到溶液B；

其中，相对于A溶液中的MWCNT的质量，B溶液中其他试剂的质量比为，MWCNT:尿素:MClx:(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O:NH₄Cl＝1:0.5-5:0.1-0.5：0.01-0.05：0.1-0.5；M＝Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn中的一种或多种；x＝2或3；

(3)将溶液A和溶液B混合，搅拌2-5h；

(4)将步骤(3)得到的固液混合物在60-120℃条件下干燥5-24h，得到固体A；

(5)按照将步骤(4)得到的固体A与邻苯二甲酸酐和丙酮混合，搅拌2-5h；

其中，质量比为MWCNT:邻苯二甲酸酐：丙酮＝1:0.2-0.8:50-100；

(6)将步骤(5)得到的固液混合物在60-120℃下干燥5-24h，然后在200-400℃后焙烧2-6h，得到固体B；

(7)将步骤(6)得到的固体B用去离子水洗涤至滤液呈中性，过滤并在70-120℃下干燥6-24h，得到用于氧化脱氢偶联反应的负载型非贵金属单原子催化剂。

3.如权利要求1所述的用于氧化脱氢偶联反应的负载型非贵金属单原子催化剂制备方法，其特征为所述的金属氯化物MClx为MnCl₂、CoCl₂、FeCl₃、CuCl₂、NiCl₂、ZnCl₂中的任意一种或多种。

4.如权利要求1所述的用于氧化脱氢偶联反应的负载型非贵金属单原子催化剂制备方法，其特征为负载在碳纳米管上的活性组分以酞箐金属结构的金属单原子形式存在。

5.如权利要求1所述的用于氧化脱氢偶联反应的负载型非贵金属单原子催化剂的应用，其特征为包括如下步骤：

将2-巯基苯并噻唑、有机胺、水、甲苯和用于氧化脱氢偶联反应的负载型非贵金属单原子催化剂加入到反应釜中，用氧气向其中置换釜内空气后，保持釜内氧气压力为0.3-0.6MPa，搅拌下在温度为50-70℃条件下反应1-4h，得到次磺酰胺类的固体产品；

其中，有机胺是叔丁胺、苯胺、二乙胺或二异丙胺；质量比例为，2-巯基苯并噻唑:有机胺:水:甲苯:用于氧化脱氢偶联反应的负载型非贵金属单原子催化剂＝1：5-25：1-12：5-40：0.1-2。