[发明专利]用于制备单壁碳纳米管的催化剂的制备方法及其运用

权利要求书

1.一种用于制备单壁碳纳米管的催化剂的制备方法，该制备方法通过喷雾装置进行，所述喷雾装置包括通过管道连接的液体输运器与超声起雾喷嘴；其特征在于制备过程包括以下步骤：

1）准备衬底：通过物理或化学清洗去除衬底表面的有机物杂质；

2）配制催化剂溶液：采用钴、铁、镍、钼、金、铝或铂中的一种或一种以上形成的可溶盐作为原料，将可溶盐中的一种或一种以上溶于水或有机溶剂中, 得到一种或一种以上催化剂前躯体溶液；

3）超声喷雾处理：将衬底置于喷雾装置的超声起雾喷嘴下；

当步骤2)制得一种催化剂前躯体溶液时,将上述催化剂前躯体溶液置入喷雾装置的液体输运器内，该催化剂前躯体溶液经过喷雾装置的管道传输到超声起雾喷嘴上，在超声波的作用下雾化成雾化气体,最后由喷嘴喷到衬底上；将经过喷雾处理的衬底进行煅烧，煅烧温度为200C-500^oC，煅烧时间为1 min -20min，至可溶盐分解,得到催化剂,该催化剂附着在衬底上；

或当步骤2)制得一种以上催化剂前躯体溶液时,先选取其中一种催化剂前躯体溶液置于喷雾装置的液体输运器内，该催化剂前躯体溶液经过喷雾装置的管道传输到超声起雾喷嘴上，在超声波的作用下雾化成雾化气体,最后由喷嘴喷到衬底上；将经过喷雾处理的衬底进行煅烧，至可溶盐分解，得到初步处理衬底；然后将液体输运器内的催化剂前躯体溶液更换成剩余催化剂前躯体溶液中的其中一种, 该催化剂前躯体溶液经过喷雾装置的管道传输到超声起雾喷嘴上，在超声波的作用下雾化成雾化气体,最后由喷嘴喷到初步处理衬底上；将再经过喷雾处理的初步处理衬底进行煅烧，至可溶盐分解；直至依次或循环更换完毕；其中，煅烧温度为200C-500^oC，煅烧总时间为1 min -20min，得到催化剂,该催化剂附着在衬底上。

2.根据权利要求1所述的用于制备单壁碳纳米管的催化剂的制备方法，其特征在于：所述衬底的物理清洗为高温煅烧；所述化学清洗为等离子体清洗或紫外光清洗。

3.根据权利要求1所述的用于制备单壁碳纳米管的催化剂的制备方法，其特征在于：所述衬底为硅片、石英片、纤维或不规则的多边形沙粒；所述纤维或不规则的多边形沙粒的材料为玻璃、石英、氧化铝或氧化锆及其混合物。

4.根据权利要求3所述的用于制备单壁碳纳米管的催化剂的制备方法，其特征在于：所述纤维或不规则的多边形沙粒的直径范围在10nm-10mm。

5.根据权利要求1所述的用于制备单壁碳纳米管的催化剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂前躯体溶液中的金属原子质量浓度为10 ppm-20%。

6.根据权利要求1所述的用于制备单壁碳纳米管的催化剂的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为醇、酮、苯或环烷及其混合物形成的溶剂。

7.根据权利要求1所述的用于制备单壁碳纳米管的催化剂的制备方法，其特征在于：所述喷雾装置的超声功率为1W -5000W，喷雾沉积时间为1s-300s。

8.根据权利要求1所述的用于制备单壁碳纳米管的催化剂的制备方法，其特征在于：所述雾化气体的形状为点状、线状、面状、扇形或锥形。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于制备单壁碳纳米管的催化剂的制备方法，其特征在于：步骤3）中，所述喷雾装置的喷嘴或置于喷嘴下的衬底进行二维或三维移动。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的用于制备单壁碳纳米管的催化剂的运用，其特征在于：将附着有催化剂的衬底通过化学气相沉积法制备得到单壁碳纳米管。