一种碳基材料、其制备方法和用途与流程

文档序号:13005682阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种碳基材料,其特征在于,以该碳基材料的总重量为基准,该碳基
材料含有1-99重量%的碳元素、0.2-40重量%的镁元素、5-30重量%的氧元素和
0.1-30重量%的ⅦA族元素;且该碳基材料中过氧基团的含量小于2×10-6mol/g。
2.根据权利要求1所述的碳基材料,其特征在于,以该碳基材料的总重
量为基准,该碳基材料含有10-90重量%、40~80重量%、50~80重量%或60~75
重量%的碳元素。
3.根据权利要求1或2所述的碳基材料,其特征在于,以该碳基材料的
总重量为基准,该碳基材料含有2-35重量%、5-30重量%、5~20重量%、5~15
重量%或6~12重量%的镁元素。
4.根据权利要求1、2或3所述的碳基材料,其特征在于,该碳基材料
含有5-30重量%、5-25重量%、8~25重量%或10~20重量%的氧元素。
5.根据权利要求1~4任一项所述的碳基材料,其特征在于,该碳基材料
含有1-25重量%、2~20重量%、2~15重量%或5-15重量%的ⅦA族元素;所述
的ⅦA族元素可为氟、氯、溴、碘中的一种或多种;所述的ⅦA族元素优选为
氯。
6.根据权利要求1~5任一项所述的碳基材料,其特征在于,该碳基材料
中过氧基团的含量小于1×10-6mol/g;优选的,该碳基材料中过氧基团的含量小
于0.5×10-6mol/g或为0.2~2×10-6mol/g。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的碳基材料,其特征在于,该碳基
材料的结构中含有碳纳米管、富勒烯、纳米碳颗粒、活性炭、碳纳米纤维或纳
米金刚石中的至少一种的结构。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的碳基材料,其特征在于,该碳基
材料的XPS图谱中,镁的2p电子的结合能特征峰的位置大于50.3eV。
9.一种制备碳基材料的方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:(1)
在非活性气氛中,使碳基材料原料与格氏试剂接触,(2)用溶剂除去未反应的
格氏试剂;(3)将步骤(2)所得的碳基材料进行干燥。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,格氏试剂
与碳基材料原料中氧的摩尔比为0.01~10,优选为0.1~5。
11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,步骤(1)中所述碳基材
料与格氏试剂接触,接触温度为0~200℃,接触时间至少1小时;所述的接触时
间优选为2~100小时、2~28小时或2~24小时。
12.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述的格氏试剂为结构式
为RMgX的化合物中的一种或多种,其中R为芳香基或烷基,X选自卤素元素
中的一种,优选为F、Cl或Br;所述的碳基材料原料为含氧的碳纳米管、含氧
的富勒烯、含氧的纳米碳颗粒、含氧的活性炭、含氧的碳纳米纤维或含氧的纳
米金刚石中的一种或多种。
13.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述的非活性气氛为氮气、
氩气、氦气中的一种或多种。
14.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述碳基材料原料中氧的
含量为5~40重量%,氧的含量优选可以为5~35重量%、5~30重量%、5~25重
量%或5~20重量%。
15.根据权利要求9或14所述的方法,其特征在于,碳基材料原料由不
含氧元素的碳基材料和/或氧含量较低的碳基材料在含氧气氛中焙烧氧化和/或
与氧化性强酸接触氧化得到,其中所述氧化使不含氧元素的碳基材料和/或氧含
量较低的碳基材料氧化后的氧含量比氧化前的氧含量至少提高0.1重量%。
16.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,步骤(1)中所述的接触

\t在溶剂存在下进行,所述溶剂与碳基材料原料的重量比优选不超过30:1,例如
为7~30:1或10~20:1。
17.根据权利要求9或16所述的方法,其特征在于,步骤(1)或步骤(2)
中所述的溶剂为醚和/或四氢呋喃;所述的醚优选为分子中碳原子数为2~8个的
醚中的一种或多种,所述的溶剂优选为乙醚和/或四氢呋喃。
18.根据权利要求9或14所述的方法,其特征在于,所述的碳基材料原
料中过氧基团含量不低于0.5×10-6mol/g,例如不低于2×10-6mol/g。
19.权利要求1-8任意一项所述的碳基材料在催化烃氧化反应中的用途。
20.根据权利要求19所述的用途,其中,所述烃的碳原子数为2-15,所
述烃包括烷烃、烯烃和含有烷基的芳香烃中的至少一种;所述烃优选为丁烷、
1-丁烯、乙苯、丙烷、乙烷和戊烷中的一种或多种。
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