。
[0038] 對比例1
[0039] 在液相中對碳納米管進行氧化改性。
[0040] (1)將碳納米管加入到質(zhì)量分數(shù)為20%稀硝酸水溶液中，稀硝酸與碳納米管的質(zhì) 量比為100 : 1。將此混合液在100°C下攪拌6小時后，過濾，洗滌，干燥后得到液相氧化改 性后的碳納米管CNT-L-1。
[0041] 對比例2
[0042] 在液相中對碳納米管進行氧化改性。
[0043] (1)將碳納米管加入到質(zhì)量分數(shù)為65 %的濃硝酸水溶液中。濃硝酸與碳納米管的 質(zhì)量比為100 : 1。將此混合液在120°C下攪拌2小時后，過濾，洗滌，干燥后得到液相氧化 改性后的碳納米管CNT-L-2。
[0044] 實施例1
[0045] 在氣相中對碳納米管進行氧化改性。
[0046] (1)將碳納米管裝入本發(fā)明裝置的容器內(nèi)，再將容器轉(zhuǎn)移到晶化釜內(nèi)襯中，內(nèi)襯底 部有質(zhì)量分數(shù)為20%的稀硝酸水溶液，碳材料與液體不直接接觸，稀硝酸與碳納米管的質(zhì) 量比為500 : 1 ;
[0047] (2)將內(nèi)襯裝入晶化荃，封閉，在10(TC下靜置6小時，樣品經(jīng)洗滌，干燥后得到氣 相氧化改性后的碳納米管CNT-G-1。
[0048] 實施例2
[0049] 在氣相中對碳納米管進行氧化改性。
[0050] (1)將碳納米管裝入本發(fā)明裝置的容器內(nèi)，再將容器轉(zhuǎn)移到晶化釜內(nèi)襯中，內(nèi)襯底 部有質(zhì)量分數(shù)為65%的濃硝酸水溶液，碳材料與液體不直接接觸，濃硝酸與碳納米管的質(zhì) 量比為500 : 1 ;
[0051] (2)將內(nèi)襯裝入晶化荃，封閉，在120°C下靜置2小時，樣品經(jīng)洗滌，干燥后得到氣 相氧化改性后的碳納米管CNT-G-2。
[0052] 實施例3
[0053] 在氣相中對碳納米管進行氧化改性。
[0054] (1)將碳納米管裝入本發(fā)明裝置的容器內(nèi)，再將容器轉(zhuǎn)移到晶化釜內(nèi)襯中，內(nèi)襯底 部有質(zhì)量分數(shù)為65%的濃硝酸水溶液，碳材料與液體不直接接觸，濃硝酸與碳納米管的質(zhì) 量比為500 : 1 ;
[0055] (2)將內(nèi)襯裝入晶化荃，封閉，在120°C下靜置10小時，樣品經(jīng)洗滌，干燥后得到氣 相氧化改性后的碳納米管CNT-G-3。
[0056] 實施例4
[0057] 在氣相中對碳納米管進行氨氣處理。
[0058] (1)將碳納米管裝入本發(fā)明裝置的容器內(nèi)，再將容器轉(zhuǎn)移到晶化釜內(nèi)襯中，內(nèi)襯底 部有質(zhì)量分數(shù)為26%的濃氨水溶液，碳材料與液體不直接接觸，濃氨水與碳納米管的質(zhì)量 比為500 : 1 ;
[0059] (2)將內(nèi)襯裝入晶化荃，封閉，在KKTC下靜置6h，樣品經(jīng)洗滌，干燥后得到氣相氧 化改性后的碳納米管CNT-G-4。
[0060] 以苯乙烯的環(huán)氧化反應作為探針反應，評估以上各實施例及對比例改性后碳納 米管的催化活性。反應過程包括：以乙腈為溶劑，以質(zhì)量分數(shù)為65%的叔丁基過氧化氫 (TBHP)水溶液為氧化劑，依次將催化劑碳納米管，溶劑（乙腈），反應物（苯乙烯），氧化劑 (質(zhì)量分數(shù)為65%的TBHP水溶液）加到反應器中，于90°C反應5小時。其中反應物（苯己 烯）：催化劑碳納米管：溶劑（乙腈）的質(zhì)量比為1: 〇· 01:70. 5,反應物（苯乙烯）：氧化劑 (TBHP)的摩爾比為1:1。
[0061] 結(jié)果如下表1-4所示：
[0062] 表1稀硝酸液/氣相100°C改性6小時后催化活性對比
[0063]
[0064] 表2濃硝酸液/氣相120°C改性2小時后催化活性對比
[0065]
[0066] 表3濃硝酸氣相120°C改性2、10小時后催化活性對比
[0067]
[0068] 表4濃硝酸/濃氨水氣相100°C改性6小時后催化活性對比
[0069]
[0070] 由以上實驗數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明氧化改性處理后得到的碳材料，比較相同條件 下液相氧化得到的碳材料，表面氧含量明顯提高，催化氧化反應得到的環(huán)氧化物選擇性上 升。
[0071] 以上為本發(fā)明較佳的實施例，但本發(fā)明的保護內(nèi)容不局限于上述實施例，在不背 離發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點都被包括在本發(fā)明 中。
【主權(quán)項】
1. 一種固體碳材料的后處理改性裝置，其特征在于：該裝置包括帶有內(nèi)襯的晶化釜， 晶化釜內(nèi)放置上部開口的容器，所述容器的側(cè)壁與底部開設若干通孔，容器通過支架與晶 化藎內(nèi)襯底部相分隔。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體碳材料的后處理改性裝置，其特征在于：所述內(nèi)襯為聚 四氟乙烯內(nèi)襯。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體碳材料的后處理改性裝置，其特征在于：所述固體碳材 料置于晶化釜內(nèi)的容器中，并通過砂芯與容器的底部分隔。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體碳材料的后處理改性裝置，其特征在于：容器上所開通 孔的大小應保證固體碳材料不掉落到容器外。5. -種利用權(quán)利要求1所述裝置進行固體碳材料的后處理改性方法，其特征在于：該 方法包括如下步驟： (1) 固體碳材料的裝填： 將固體碳材料裝入晶化釜內(nèi)襯中的容器內(nèi)，內(nèi)襯底部盛裝氣源物質(zhì)，氣源物質(zhì)與固體 碳材料不直接接觸，氣源物質(zhì)與固體碳材料的重量比為（10~1000) : 1 ; (2) 氣相改性處理： 將裝有固體碳材料和氣源物質(zhì)的內(nèi)襯裝入晶化釜并封閉，在80~200°C條件下靜置 0. 5 ~100h; (3) 回收分離： 經(jīng)步驟（2)氣相改性處理后的固體碳材料，直接作為催化劑用于催化反應；或者經(jīng)過 洗滌、回收和干燥得到改性后的固體碳材料。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體碳材料的后處理改性方法，其特征在于：所述固體碳材 料為以sp2或sp3雜化的碳-碳鍵連接的碳材料，其熔點大于200°C。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體碳材料的后處理改性方法，其特征在于：步驟（1)中，所 述氣源物質(zhì)在常溫時為固態(tài)或液態(tài)，在80~200°C時能夠產(chǎn)生氣體。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的固體碳材料的后處理改性方法，其特征在于：所述氣源物質(zhì) 為1~40wt. %的硝酸溶液。9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體碳材料的后處理改性方法，其特征在于：步驟（1)中，根 據(jù)容器的大小，固體碳材料裝填〇. 1克至1000克。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種固體碳材料的氣相后處理改性裝置和方法，屬于無機化學合成技術(shù)領(lǐng)域。該方法是將固體碳材料在一定溫度下，通過封閉加熱氣源物質(zhì)，產(chǎn)生一定壓力的氣相對碳材料進行后改性處理，碳材料與氣源物質(zhì)不直接接觸，改性后的固體碳材料可直接用于催化反應作為催化劑，也可以經(jīng)過洗滌后，再回收、干燥得到。經(jīng)本發(fā)明氧化處理的固體碳材料，表面含氧量顯著上升，催化氧化反應得到的環(huán)氧化物選擇性上升。
【IPC分類】C01B31/02
【公開號】CN105417518
【申請?zhí)枴緾N201410453563
【發(fā)明人】蘇黨生, 王博倫, 劉洪陽
【申請人】中國科學院金屬研究所
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2014年9月5日