[发明专利]一种含杂原子纳米碳材料及其制备方法和应用以及一种烃氧化脱氢反应方法

权利要求书

1.一种含杂原子纳米碳材料的制备方法，该方法包括：

步骤A1、将原料纳米碳材料与至少一种氧化剂接触，得到经氧化处理的纳米碳材料，

步骤B1、将经氧化处理的纳米碳材料在550-1200℃的温度下于非活性气氛中进行焙烧，得到焙烧后的纳米碳材料，

步骤C1、将焙烧后的纳米碳材料与至少一种磷源接触；

所述原料纳米碳材料含有氧元素、氢元素和碳元素，以所述原料纳米碳材料的总量为基准，以元素计，所述氧元素的含量为0.1-1重量％，所述氢元素的含量为0.1-1重量％，所述碳元素的含量为98-99.8重量％，

所述原料纳米碳材料的X射线光电子能谱中，以由X射线光电子能谱确定的所述原料纳米碳材料表面元素的总量为基准，由对应于基团的谱峰确定的氧元素的含量为0.1-0.5摩尔％，由对应于C-O基团的谱峰确定的氧元素的含量与由对应于基团的谱峰确定的氧元素的含量的摩尔比值为0.1-1：1；

所述含杂原子纳米碳材料含有氧元素、磷元素、氢元素和碳元素，以该含杂原子碳材料的总量为基准，以元素计，所述氧元素的含量为0.1-10重量％，所述磷元素的含量为0.01-5重量％，所述氢元素的含量为0.1-3重量％，所述碳元素的含量为82-99.79重量％；

所述含杂原子纳米碳材料的X射线光电子能谱图谱中，以由X射线光电子能谱确定的该含杂原子纳米碳材料表面元素的总量为基准，由对应于基团的谱峰确定的氧元素的含量为0.1-1.6摩尔％，由对应于C-O基团的谱峰确定的氧元素的含量与由对应于基团的谱峰确定的氧元素的含量的摩尔比值为1.5-6：1，该含杂原子纳米碳材料的X射线光电子能谱图谱中，由对应于基团的谱峰确定的氧元素的含量与由对应于基团的谱峰确定的氧元素的含量的摩尔比值为0.1-2：1。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，以所述原料纳米碳材料的总量为基准，以元素计，所述氧元素的含量为0.15-0.9重量％，所述氢元素的含量为0.3-0.6重量％，所述碳元素的含量为98.5-99.55重量％。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，以所述原料纳米碳材料的总量为基准，以元素计，所述氧元素的含量为0.2-0.8重量％，所述氢元素的含量为0.4-0.6重量％，所述碳元素的含量为98.6-99.4重量％。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述原料纳米碳材料的X射线光电子能谱中，以由X射线光电子能谱确定的所述原料纳米碳材料表面元素的总量为基准，由对应于基团的谱峰确定的氧元素的含量为0.2-0.45摩尔％。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述原料纳米碳材料的X射线光电子能谱中，以由X射线光电子能谱确定的所述原料纳米碳材料表面元素的总量为基准，由对应于基团的谱峰确定的氧元素的含量为0.3-0.45摩尔％。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述原料纳米碳材料的X射线光电子能谱中，以由X射线光电子能谱确定的所述原料纳米碳材料表面元素的总量为基准，由对应于C-O基团的谱峰确定的氧元素的含量与由对应于基团的谱峰确定的氧元素的含量的摩尔比值为0.3-0.95：1。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述原料纳米碳材料的X射线光电子能谱中，以由X射线光电子能谱确定的所述原料纳米碳材料表面元素的总量为基准，由对应于C-O基团的谱峰确定的氧元素的含量与由对应于基团的谱峰确定的氧元素的含量的摩尔比值为0.5-0.9：1。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述原料纳米碳材料的X射线光电子能谱中，以由X射线光电子能谱确定的所述原料纳米碳材料表面元素的总量为基准，由对应于C-O基团的谱峰确定的氧元素的含量与由对应于基团的谱峰确定的氧元素的含量的摩尔比值为0.75-0.85：1。