[发明专利]单壁碳纳米管催化剂

权利要求书

1.一种制备单壁碳纳米管的方法，所述方法包括：

提供包含具有式A_xB_yO_z的络合氧化物的组合物，其中

x/y≤2且z/y≤4，

A为第VIII族元素；

B为不同于A的元素，并且为其中B处于与在所述络合氧化物中相同价态的其简单氧化物在氢气的存在下，在小于约900℃的温度下不可还原的元素；

还原所述组合物，形成活化催化剂；

将含碳气体与所述活化催化剂在使单壁碳纳米管生长的合适条件下接触，所述合适的条件包括压力大于约1大气压并小于约10大气压，且温度大于约400℃并小于约950℃；及

使碳纳米管在所述活化催化剂上生长，所述碳纳米管包含单壁碳纳米管。

2.权利要求1的方法，其中所述A为钴、铁或镍。

3.权利要求1的方法，其中所述B为铝、镧、镁、硅、钛、锌、锆、钇、钙、锶或钡。

4.权利要求1的方法，其中所述碳纳米管包含至少50％单壁碳纳米管。

5.权利要求1的方法，其中所述B为镁。

6.权利要求5的方法，其中所述A为钴。

7.权利要求6的方法，其中所述络合氧化物为Co₂MgO₄。

8.权利要求1的方法，其中所述还原步骤和所述接触步骤同时存在。

9.一种制备单壁碳纳米管的方法，所述方法包括：

将含碳气体与活化催化剂在反应区中，在使单壁碳纳米管生长的合适条件下接触，

所述合适的条件包括压力大于约1大气压并小于约10大气压，且温度大于约400℃并小于约950℃，

所述活化催化剂包含络合氧化物的还原形式，所述络合氧化物具有式A_xB_yO_z，其中

x/y≤2且z/y≤4，

A为第VIII族元素；

B为不同于A的元素，并且为其中B处于与在所述络合氧化物中相同价态的其简单氧化物在氢气的存在下，在小于约900℃的温度下不可还原的元素；及

使碳纳米管在所述活化催化剂上生长，所述碳纳米管包含单壁碳纳米管。

10.权利要求9的方法，其中所述A为钴、铁或镍。

11.权利要求9的方法，其中所述B为铝、镧、镁、硅、钛、锌、锆、钇、钙、锶或钡。

12.权利要求9的方法，其中所述碳纳米管包含至少50％单壁碳纳米管。

13.权利要求9的方法，其中所述B为镁。

14.权利要求13的方法，其中所述A为钴。

15.权利要求14的方法，其中所述络合氧化物为Co₂MgO₄。

16.一种制备用于单壁碳纳米管制备方法中的催化剂的方法，所述方法包括以下步骤：

在足够低以便形成具有式A_xB_yO_z的络合氧化物的温度下，将A源与B源反应，其中

x/y≤2且z/y≤4，

A为第VIII族元素，及

B为不同于A的元素，并且为其中B处于与在所述络合氧化物中相同价态的其简单氧化物在氢气的存在下，在小于约900℃的温度下不可还原的元素，及

通过在小于约950℃的温度下还原所述络合氧化物，使所述络合氧化物活化。

17.一种制备用于单壁碳纳米管制备方法中的催化剂的方法，所述方法包括在小于950℃的温度下还原式A_xB_yO_z的络合氧化物的步骤，其中

x/y≤2且z/y≤4，

A为第VIII族元素，及

B为不同于A的元素，并且为其中B处于与在所述络合氧化物中相同价态的其简单氧化物在氢气的存在下，在小于约900℃的温度下不可还原的元素。

18.一种催化剂，所述催化剂由权利要求16的方法制备。

19.一种催化剂，所述催化剂由权利要求17的方法制备。