專利名稱：高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體說涉及用于高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
碳納米管是20世紀(jì)90年代發(fā)現(xiàn)的一種新型碳納米材料，由于其優(yōu)異的機(jī)械、力學(xué)、電子、光學(xué)、熱學(xué)和儲能性能，引起了相當(dāng)大的關(guān)注，在材料、電子、化工、機(jī)械、能源等復(fù)合個(gè)領(lǐng)域具有潛在的廣泛應(yīng)用1、碳納米管是迄今為止性能最好的場發(fā)射材料，可用于制作平板顯示器。2、由于碳納米管具有導(dǎo)體和半導(dǎo)體特性，用它作二極管等電子器件，有望給計(jì)算機(jī)工業(yè)的微型化和高速化帶來新的飛躍。3、在生命科學(xué)領(lǐng)域可用于制造生命傳感器和生物傳感器。4、碳納米管是目前最好的儲氫材料，這將給燃料電池汽車以及其它儲能裝置帶來福音。5利用其巨大的比表面積可制作超級電容器。6、與各種金屬、非金屬及高分子材料混合可組成性能各異的復(fù)合材料等。
碳納米管制備的關(guān)鍵技術(shù)之一是納米催化劑的可控制備，不同的納米催化劑制備的碳納米管外觀形貌及內(nèi)在性能均不一樣。由于碳納米管的管徑、壁厚及纏繞程度均與納米催化劑的粒徑、組成及分散度有關(guān)，因此獲得一定組成的超細(xì)、高分散納米催化劑是制備高性能碳納米管的關(guān)鍵和先決條件。目前碳納米管的制備方法主要有電弧放電法、激光蒸發(fā)法和催化裂解含碳?xì)怏w法，同時(shí)還有一些其它方法，如熔鹽法、太陽能法、濕化學(xué)法。電弧放電法主要用于制備單壁碳納米管，反應(yīng)溫度高達(dá)3000℃以上。激光蒸發(fā)法是利用激光的高溫使得石墨中的碳原子揮發(fā)進(jìn)行重構(gòu)，要求的實(shí)驗(yàn)條件較高；催化裂解含碳?xì)怏w法是目前最常見的制備碳納米管的方法，其設(shè)備簡單，操作過程簡便，特別適宜于大規(guī)模的生產(chǎn)。目前制備碳納米管的催化劑主要存在的問題是碳納米管的產(chǎn)率不高，產(chǎn)物中的催化劑殘留較高，需要進(jìn)一步的純化處理，不利于碳納米管的直接應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種用于高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑及上述催化劑的制備方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該種用于高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑以氧化鎂為載體，載體上負(fù)載有主催化組分和促進(jìn)催化組分，三者的摩爾比為0.5～2.5∶0.1～1.0∶0.5～3.0，其中，主催化組分為鐵、鈷、鎳中任意二者或三者的氧化物的復(fù)合物，促進(jìn)催化組分為鉬的氧化物。
所述鐵與鈷的氧化物的二元復(fù)合物中鐵與鈷的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0，鈷與鎳的氧化物的二元復(fù)合物中鈷與鎳的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0，鐵與鎳的氧化物的二元復(fù)合物中鐵與鎳的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0，鐵、鈷、鎳的氧化物的三元復(fù)合物中鐵、鈷、鎳的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0∶0.1～1.0。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種用于高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，包括以下步驟將鎂鹽經(jīng)攪拌溶于蒸餾水中，再加入主催化組分鹽和促進(jìn)催化組分鹽，繼續(xù)攪拌使其完全溶解，三者的摩爾比為0.5～2.5∶0.1～1.0∶0.5～3.0；在所得混合溶液中加入發(fā)泡劑，繼續(xù)攪拌10～120分鐘；將加有發(fā)泡劑的溶液置于120～200℃烘干發(fā)泡3～5小時(shí)，取出研磨成粉末后，在有氧環(huán)境下于550～850℃高溫煅燒10～30分鐘，即獲得用于制備碳納米管的催化劑。
所述發(fā)泡劑的加入量與鎂鹽加入量的摩爾比為1～5∶1。
所述的發(fā)泡劑為乙二醇、檸檬酸、草酸、聚乙二醇或其中任二者、三者或四者的混合物。
所述的鎂鹽選自硝酸鎂、氯化鎂、硫酸鎂、醋酸鎂或其中任二者、三者或四者的混合物。
所述的主催化組分鹽包括鐵、鈷或鎳的單組分鹽的二元或三元復(fù)合物。
所述的鐵鹽包括硝酸鐵、氯化鐵、硫酸鐵、醋酸鐵，鈷鹽包括硝酸鈷、氯化鈷、硫酸鈷、醋酸鈷，鎳鹽包括硝酸鎳、氯化鎳、硫酸鎳、醋酸鎳。
所述的鐵鹽與鈷鹽二元復(fù)合物中鐵與鈷的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0，鈷鹽與鎳鹽二元復(fù)合物中鈷與鎳的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0，鐵鹽與鎳鹽二元復(fù)合物中鐵與鎳的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0，鐵鹽、鈷鹽、鎳鹽三元復(fù)合物中鐵、鈷、鎳的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0∶0.1～1.0。
所述促進(jìn)催化組分鹽為鉬酸氨或鉬的氧化物。
將該催化劑用于制備碳納米管的過程一般為將催化劑置于反應(yīng)腔中，再通入甲烷、芳香烴、天然氣或其混合物等碳源氣體，流速為500～5000sccm、氫氣流速為0～2000sccm、氮?dú)饣蚨栊詺怏w流速為0～500sccm的氣氛中，于750～1000℃下反應(yīng)20～60分鐘，即獲得多壁碳納米管產(chǎn)物。另外，在碳納米管生長前還可利用氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w排空反應(yīng)室內(nèi)的空氣，在碳納米管生長完成后利用氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w對產(chǎn)物進(jìn)行保護(hù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的催化劑采用氧化鎂作為載體，氧化鎂能使催化劑金屬顆粒均勻分散，減少其粒度，提高催化劑活性；在此基礎(chǔ)上，采用復(fù)合金屬作為主催化組分，并且恰當(dāng)?shù)乜刂戚d體、主催化組分和促進(jìn)催化組分三者之間的摩爾比值，因此使催化效率得到了大幅度的提高，經(jīng)測試，相對于普通的催化劑，產(chǎn)物與催化劑的重量比高于40倍，碳納米管的純度高于95％，并且所獲得的碳納米管管徑為20～40nm，石墨化程度良好；本發(fā)明所述的催化劑制備方法具有可重復(fù)性良好，過程簡單，易于操作的優(yōu)點(diǎn)。
對圖3與圖4所拍得的多壁碳納米管的透射電鏡(TEM)照片的分析對比可以看出，當(dāng)采用氧化鋁作為載體時(shí)，制得的多壁碳納米管中含有較多的雜質(zhì)，而用本發(fā)明的催化劑制得的多壁碳納米管中雜質(zhì)的含量明顯減少。


圖1是本發(fā)明方法實(shí)施實(shí)例一制得的多壁碳納米管的掃描電鏡(SEM)照片；圖2是本發(fā)明方法實(shí)施實(shí)例一制得的多壁碳納米管的熱失重分析圖(TGA)；圖3是本發(fā)明方法實(shí)施實(shí)例二制得的多壁碳納米管的透射電鏡(TEM)照片；圖4是采用氧化鋁作為載體時(shí)制得的多壁碳納米管的透射電鏡(TEM)照片。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例一一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑，它以氧化鎂為載體，載體上負(fù)載有鐵與鈷的氧化物的二元復(fù)合物和鉬的氧化物，三者的摩爾比為2.5∶0.5∶0.5，鐵與鈷的氧化物的二元復(fù)合物中鐵與鈷的摩爾比為0.5∶0.5，鈷與鎳的氧化物的二元復(fù)合物中鈷與鎳的摩爾比為0.1∶1.0，鐵與鎳的氧化物的二元復(fù)合物中鐵與鎳的摩爾比為1.0∶0.1，鐵、鈷、鎳的氧化物的三元復(fù)合物中鐵、鈷、鎳的摩爾比為0.1∶0.5∶1.0。
實(shí)施例二一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑，它以氧化鎂為載體，載體上負(fù)載有鐵與鈷的氧化物的二元復(fù)合物和鉬的氧化物，三者的摩爾比為0.5∶0.5∶3.0，鐵與鈷的氧化物的二元復(fù)合物中鐵與鈷的摩爾比為0.5∶1.0，鈷與鎳的氧化物的二元復(fù)合物中鈷與鎳的摩爾比為1.0∶0.5，鐵與鎳的氧化物的二元復(fù)合物中鐵與鎳的摩爾比為0.5∶0.5，鐵、鈷、鎳的氧化物的三元復(fù)合物中鐵、鈷、鎳的摩爾比為1.0∶0.5∶0.1。
實(shí)施例三一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑，它以氧化鎂為載體，載體上負(fù)載有鐵與鈷的氧化物的二元復(fù)合物和鉬的氧化物，三者的摩爾比為1.0∶0.1∶2.5，鐵與鈷的氧化物的二元復(fù)合物中鐵與鈷的摩爾比為0.5∶0.1，鈷與鎳的氧化物的二元復(fù)合物中鈷與鎳的摩爾比為1.0∶0.1，鐵與鎳的氧化物的二元復(fù)合物中鐵與鎳的摩爾比為0.1∶1.0，鐵、鈷、鎳的氧化物的三元復(fù)合物中鐵、鈷、鎳的摩爾比為0.5∶0.1∶0.5。
實(shí)施例四一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑，它以氧化鎂為載體，載體上負(fù)載有鐵與鈷的氧化物的二元復(fù)合物和鉬的氧化物，三者的摩爾比為2.0∶1.0∶1.5，鐵與鈷的氧化物的二元復(fù)合物中鐵與鈷的摩爾比為1.0∶0.1，鈷與鎳的氧化物的二元復(fù)合物中鈷與鎳的摩爾比為0.5∶0.1，鐵與鎳的氧化物的二元復(fù)合物中鐵與鎳的摩爾比為0.5∶1.0，鐵、鈷、鎳的氧化物的三元復(fù)合物中鐵、鈷、鎳的摩爾比為0.5∶1.0∶0.5。
實(shí)施例五一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，按摩爾比Fe∶Co∶Mo∶Mg＝1∶4∶50∶50，稱取硝酸鐵、合硝酸鈷、鉬酸銨、硝酸鎂，先將硝酸鎂溶于適量蒸餾水中，再依次加入硝酸鐵、硝酸鈷和鉬酸銨，待四者都完全溶解，再稱量等于鎂摩爾量的檸檬酸加入上述溶液，繼續(xù)攪拌30分鐘后，將溶液在160℃烘干發(fā)泡，時(shí)間為4小時(shí)。將獲得的發(fā)泡產(chǎn)物研細(xì)，在650℃空氣中煅燒20分鐘后即得到可用來制備碳納米管的催化劑。
碳納米管生長的具體條件如下反應(yīng)溫度960℃，甲烷與氮?dú)獾牧髁勘确謩e為8∶1，反應(yīng)時(shí)間為40分鐘。加入1g催化劑獲得的產(chǎn)物為44.2g。產(chǎn)物的掃描電鏡照片如圖1，熱失重分析如圖2所示。TGA曲線顯示失重主要產(chǎn)生在600～700℃之間，為多壁碳納米管的氧化溫區(qū)，失重達(dá)96.3％，說明產(chǎn)品為高純度的多壁碳納米管，該產(chǎn)品可不用提純。
實(shí)施例六一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，按摩爾比Ni∶Co∶Mo∶Mg＝4∶7∶110∶150，稱取硫酸鎳、硫酸鈷、鉬酸銨、硫酸鎂，先將硫酸鎂溶于適量蒸餾水中，再依次加入硫酸鎳、硫酸鈷和鉬酸銨，待四者都完全溶解，再稱量3倍等于鎂摩爾量的草酸加入上述溶液，繼續(xù)攪拌40分鐘后，將溶液在130℃烘干發(fā)泡，時(shí)間為5小時(shí)。將獲得的發(fā)泡產(chǎn)物研細(xì)，在600℃空氣中煅燒30分鐘后即得到可用來制備碳納米管的催化劑。
碳納米管生長的具體條件如下反應(yīng)溫度970℃，甲烷與氮?dú)獾牧髁勘确謩e為6∶1，反應(yīng)時(shí)間為40分鐘。加入0.1g催化劑獲得的產(chǎn)物為6.32g，產(chǎn)物的透射電鏡照片如圖3。
實(shí)施例七一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，按摩爾比Fe∶Ni∶Mo∶Mg＝5∶5∶150∶80，稱取氯化鐵、氯化鎳、鉬酸銨、氯化鎂，先將氯化鎂溶于適量蒸餾水中，再依次加入氯化鐵、氯化鎳和鉬酸銨，待四者都完全溶解，再稱量2倍等于鎂摩爾量的乙二醇加入上述溶液，繼續(xù)攪拌50分鐘后，將溶液在150℃烘干發(fā)泡，時(shí)間為4小時(shí)。將獲得的發(fā)泡產(chǎn)物研細(xì)，在750℃空氣中煅燒20分鐘后即得到可用來制備碳納米管的催化劑。
碳納米管生長的具體條件如下反應(yīng)溫度960℃，甲烷與氮?dú)獾牧髁勘确謩e為4∶1，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘。加入0.3g催化劑獲得的產(chǎn)物為16.8g。
實(shí)施例八一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，按摩爾比Fe:Co∶Ni∶Mo∶Mg＝2∶3∶4∶80∶200，稱取醋酸鐵、醋酸鈷、醋酸鎳、鉬酸銨、醋酸鎂，先將醋酸鎂溶于適量蒸餾水中，再依次加入醋酸鐵、醋酸鎳、醋硝酸鈷和鉬酸銨，待其完全溶解，再稱量等于鎂摩爾量的聚乙二醇加入上述溶液，繼續(xù)攪拌30分鐘后，將溶液在160℃烘干發(fā)泡，時(shí)間為4小時(shí)。將獲得的發(fā)泡產(chǎn)物研細(xì)，在700℃空氣中煅燒10分鐘后即得到可用來制備碳納米管的催化劑。
實(shí)施例九一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，按摩爾比Fe∶Co∶Mo∶Mg＝1∶10∶330∶55，稱取硝酸鐵、硝酸鈷、鉬酸銨、硝酸鎂，先將硝酸鎂溶于適量蒸餾水中，再依次加入硝酸鐵、硝酸鈷和鉬酸銨，待四者都完全溶解，再稱量1.5倍于鎂摩爾量的草酸加入上述溶液，繼續(xù)攪拌40分鐘后，將溶液在180℃烘干發(fā)泡，時(shí)間為3小時(shí)。將獲得的發(fā)泡產(chǎn)物研細(xì)，在700℃空氣中煅燒30分鐘后即得到可用來制備碳納米管的催化劑。
實(shí)施例十一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，按摩爾比Fe∶Co∶Mo∶Mg＝10∶1∶55∶275，稱取硫酸鎳、硫酸鈷、鉬酸銨、硫酸鎂，先將硫酸鎂溶于適量蒸餾水中，再依次加入硫酸鎳、硫酸鈷和鉬酸銨，待四者都完全溶解，再稱量3倍于鎂摩爾量的草酸加入上述溶液，繼續(xù)攪拌60分鐘后，將溶液在140℃烘干發(fā)泡，時(shí)間為5小時(shí)。將獲得的發(fā)泡產(chǎn)物研細(xì)，在750℃空氣中煅燒20分鐘后即得到可用來制備碳納米管的催化劑。
實(shí)施例十一一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，按摩爾比Fe∶Ni∶Mo∶Mg＝1∶10∶330∶275，稱取氯化鐵、氯化鎳、鉬酸銨、氯化鎂，先將氯化鎂溶于適量蒸餾水中，再依次加入氯化鐵、氯化鎳和氧化鉬，待四者都完全溶解，再稱量2倍于鎂摩爾量的檸檬酸加入上述溶液，繼續(xù)攪拌60分鐘后，將溶液在150℃烘干發(fā)泡，時(shí)間為3小時(shí)。將獲得的發(fā)泡產(chǎn)物研細(xì)，在600℃空氣中煅燒30分鐘后即得到可用來制備碳納米管的催化劑。
實(shí)施例十二一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，按摩爾比Ni∶Co∶Mo∶Mg＝1∶10∶55∶55，稱取醋酸鐵、醋酸鈷、醋酸鎳、鉬酸銨、醋酸鎂，先將醋酸鎂溶于適量蒸餾水中，再依次加入醋酸鐵、醋酸鎳、醋硝酸鈷和鉬酸銨，待其完全溶解，再稱量等于鎂摩爾量的聚乙二醇加入上述溶液，繼續(xù)攪拌30分鐘后，將溶液在160℃烘干發(fā)泡，時(shí)間為4小時(shí)。將獲得的發(fā)泡產(chǎn)物研細(xì)，在650℃空氣中煅燒10分鐘后即得到可用來制備碳納米管的催化劑。
實(shí)施例十三一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，按摩爾比Fe∶Ni∶Mo∶Mg＝10∶1∶330∶150，稱取硝酸鐵、硝酸鈷、鉬酸銨、硝酸鎂，先將硝酸鎂溶于適量蒸餾水中，再依次加入硝酸鐵、硝酸鈷和鉬酸銨，待四者都完全溶解，再稱量等于鎂摩爾量的乙二醇加入上述溶液，繼續(xù)攪拌30分鐘后，將溶液在140℃烘干發(fā)泡，時(shí)間為4小時(shí)。將獲得的發(fā)泡產(chǎn)物研細(xì)，在550℃空氣中煅燒30分鐘后即得到可用來制備碳納米管的催化劑。
實(shí)施例十四一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，按摩爾比Ni∶Co∶Mo∶Mg＝10∶1∶100∶275，稱取硫酸鎳、硫酸鈷、鉬酸銨、硝酸鎂，先將硝酸鎂溶于適量蒸餾水中，再依次加入硫酸鎳、硫酸鈷和鉬酸銨，待四者都完全溶解，再稱量等于鎂摩爾量的檸檬酸加入上述溶液，繼續(xù)攪拌30分鐘后，將溶液在170℃烘干發(fā)泡，時(shí)間為3小時(shí)。將獲得的發(fā)泡產(chǎn)物研細(xì)，在700℃空氣中煅燒20分鐘后即得到可用來制備碳納米管的催化劑。
實(shí)施例十五一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，按摩爾比Fe∶Co∶Ni∶Mo∶Mg＝10∶1∶1∶60∶300，稱取氯化鐵、氯化鎳、鉬酸銨、氯化鎂，先將氯化鎂溶于適量蒸餾水中，再依次加入氯化鐵、氯化鎳和鉬酸銨，待四者都完全溶解，再稱量二倍等于鎂摩爾量的乙二醇加入上述溶液，繼續(xù)攪拌60分鐘后，將溶液在150℃烘干發(fā)泡，時(shí)間為3小時(shí)。將獲得的發(fā)泡產(chǎn)物研細(xì)，在600℃空氣中煅燒30分鐘后即得到可用來制備碳納米管的催化劑。
實(shí)施例十六一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，按摩爾比Fe∶Co∶Ni∶Mo∶Mg＝1∶1∶10∶360∶60，稱取硝酸鐵、硝酸鈷、鉬酸銨、硝酸鎂，先將硝酸鎂溶于適量蒸餾水中，再依次加入硝酸鐵、硝酸鈷和鉬酸銨，待四者都完全溶解，再稱量等于鎂摩爾量的檸檬酸加入上述溶液，繼續(xù)攪拌40分鐘后，將溶液在180℃烘干發(fā)泡，時(shí)間為3小時(shí)。將獲得的發(fā)泡產(chǎn)物研細(xì)，在750℃空氣中煅燒10分鐘后即得到可用來制備碳納米管的催化劑。
實(shí)施例十七一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，按摩爾比Fe∶Co∶Ni∶Mo∶Mg＝1∶10∶1∶170∶275，稱取硫酸鎳、硫酸鈷、鉬酸銨、硝酸鎂，先將硝酸鎂溶于適量蒸餾水中，再依次加入硫酸鎳、硫酸鈷和鉬酸銨，待四者都完全溶解，再稱量二倍等于鎂摩爾量的草酸加入上述溶液，繼續(xù)攪拌30分鐘后，將溶液在150℃烘干發(fā)泡，時(shí)間為4小時(shí)。將獲得的發(fā)泡產(chǎn)物研細(xì)，在600℃空氣中煅燒20分鐘后即得到可用來制備碳納米管的催化劑。
權(quán)利要求
1.一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑，它以氧化鎂為載體，載體上負(fù)載有主催化組分和促進(jìn)催化組分，其特征在于三者的摩爾比為0.5～2.5∶0.1～1.0∶0.5～3.0，其中，主催化組分為鐵、鈷、鎳中任意二者或三者的氧化物的復(fù)合物，促進(jìn)催化組分為鉬的氧化物。
2.如權(quán)利要求1所述的高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑，其特征在于所述鐵與鈷的氧化物的二元復(fù)合物中鐵與鈷的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0，鈷與鎳的氧化物的二元復(fù)合物中鈷與鎳的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0，鐵與鎳的氧化物的二元復(fù)合物中鐵與鎳的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0，鐵、鈷、鎳的氧化物的三元復(fù)合物中鐵、鈷、鎳的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0∶0.1～1.0。
3.一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟將鎂鹽經(jīng)攪拌溶于蒸餾水中，再加入主催化組分鹽和促進(jìn)催化組分鹽，繼續(xù)攪拌使其完全溶解，三者的摩爾比為0.5～2.5∶0.1～1.0∶0.5～3.0；在所得混合溶液中加入發(fā)泡劑，繼續(xù)攪拌10～60分鐘；將加有發(fā)泡劑的溶液置于鼓風(fēng)烘箱中于120～200℃烘干發(fā)泡3～6小時(shí)，取出研磨成粉末后，在550～850℃高溫煅燒，即獲得用于制備碳納米管的催化劑。
4.如權(quán)利要求3所述的高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于所述發(fā)泡劑的加入量與鎂鹽加入量的摩爾比為1～5∶1。
5.如權(quán)利要求3或4所述的高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于所述的發(fā)泡劑為乙二醇、檸檬酸、草酸、聚乙二醇或其中任二者、三者或四者的混合物。
6.如權(quán)利要求3或4所述的高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于所述的鎂鹽選自硝酸鎂、氯化鎂、硫酸鎂、醋酸鎂或其中任二者、三者或四者的混合物。
7.如權(quán)利要求3或4所述的高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于所述的主催化組分鹽包括鐵、鈷或鎳的單組分鹽的二元或三元復(fù)合物。
8.如權(quán)利要求7所述的高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于所述的鐵鹽包括硝酸鐵、氯化鐵、硫酸鐵、醋酸鐵，鈷鹽包括硝酸鈷、氯化鈷、硫酸鈷、醋酸鈷，鎳鹽包括硝酸鎳、氯化鎳、硫酸鎳、醋酸鎳。
9.如權(quán)利要求7所述的高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于所述的鐵鹽與鈷鹽二元復(fù)合物中鐵與鈷的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0，鈷鹽與鎳鹽二元復(fù)合物中鈷與鎳的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0，鐵鹽與鎳鹽二元復(fù)合物中鐵與鎳的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0，鐵鹽、鈷鹽、鎳鹽三元復(fù)合物中鐵、鈷、鎳的摩爾比為0.1～1.0∶0.1～1.0∶0.1～1.0。
10.如權(quán)利要求3所述的高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑的制備方法，其特征在于所述促進(jìn)催化組分鹽為鉬酸鹽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高產(chǎn)率制備碳納米管的復(fù)合金屬氧化物催化劑及其制備方法，催化劑以氧化鎂為載體，以鈷、鐵、鎳其中二者或三者復(fù)合形成的氧化物為主催化組分，以鉬為催化促進(jìn)組分，催化劑的制備將鎂鹽溶于蒸餾水中，加入主催化組分鹽和促進(jìn)催化組分鹽，使其完全溶解，三者的摩爾比為0.5～2.5∶0.1～1.0∶0.5～3.0；再加入檸檬酸等發(fā)泡劑，攪拌10～60分鐘；將溶液置于鼓風(fēng)烘箱中于120～200℃烘干發(fā)泡3～6小時(shí)，取出研磨成粉末后，在550～850℃高溫煅燒10～30分鐘，即得到用于制備碳納米管的催化劑，具有催化效率高，產(chǎn)物石墨化程度好，制備方法重復(fù)性好、過程簡單、易于操作的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B01J23/88GK1631528SQ20041006804
公開日2005年6月29日 申請日期2004年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月11日
發(fā)明者黃德歡, 丁建設(shè), 施新華, 孔凡志, 周澤華 申請人:寧波華實(shí)納米材料有限公司