[发明专利]一种用催化剂制备螺旋状碳纤维的方法

权利要求书

1.一种用催化剂制备螺旋碳纤维的方法：其特征在于，将30～50mg水滑石催化剂平铺于瓷舟中，然后放入位于管式加热炉中的水平石英管，通入流速为60～70ml/min的氮气，以2～10℃/min的速率升温至500～700℃后保温20～60min，然后在此温度下通入流速为6～10ml/min的乙炔气体进行碳纤维的生长，反应1～2h，最后随炉冷却至室温得到螺旋状碳纤维；螺旋状碳纤维包括手性螺旋和双螺旋碳纤维；

所述水滑石催化剂的制备方法为：

a.用去离子水配制含有二价金属离子M²⁺和三价金属离子M³⁺的混合盐溶液，其中[M²⁺]/[M³⁺]＝1～4，且各种金属离子的总摩尔浓度为0.4～1.2M；其中M²⁺是Ni²⁺、Cu²⁺中的一种或两种；M³⁺是Al³⁺、Fe³⁺中的一种或两种；混合盐溶液中的酸根离子为NO₃^-、Cl^-或SO₄^2-中的任意一种或几种；

b、将尿素加到以上混合盐溶液中，尿素和所有金属阳离子的摩尔浓度比在3～6之间；然后将加入尿素的混合盐溶液放置在水热釜中，在静置状态下于120～150℃水热反应15～24h；将产物过滤分离，用去离子水洗涤，于60～70℃下干燥1 5～20小时，得到水滑石催化剂，其分子式为：[M²⁺_1-XM³⁺_X(OH)₂]^X+(CO₃^2-)_X/2·mH₂O。

2.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的水滑石催化剂直接用于螺旋状碳纤维的生长，在500～700℃的温度下分解后，还原、裂解、催化反应同步进行；乙炔同时作为还原气体和碳源。