[发明专利]用于在碳氧化物催化转化器中使用金属催化剂的方法

权利要求书

1.一种产生碳纳米管的方法，其特征在于，所述方法包括：

将包含至少一种催化剂表面结构的金属催化剂引入反应器中；

氧化所述至少一个催化剂表面结构；

将所述反应器净化以去除氧；

使还原气体流入所述反应器中；

在氧化所述至少一种催化剂表面结构之后，在所述还原气体存在下加热所述金属催化剂以还原所述金属催化剂的至少一种催化剂表面结构上的金属氧化物并且提供大致上不含氧的表面；

在所述金属催化剂和所述还原气体存在下使气态碳氧化物与所述还原气体反应；以及

控制反应器温度、反应器压力、反应气体组合物和所述金属催化剂对所述气态碳氧化物和所述还原气体的暴露时间中的至少一个以产生碳纳米管。

2.如权利要求1所述的方法，其中将包含至少一种催化剂表面结构的金属催化剂引入反应器中包括将至少一种固体催化剂表面安装至所述反应器。

3.如权利要求1所述的方法，其中将所述反应器净化以去除氧包括置换大致上所有来自所述反应器的空气。

4.如权利要求1所述的方法，其中使还原气体流入所述反应器中包括使氢和甲烷中的至少一种流入所述反应器中。

5.如权利要求1所述的方法，其中在所述还原气体存在下加热所述金属催化剂包括通过控制所述还原气体的流速和所述还原气体的温度中的至少一个来控制所述金属催化剂的温度。

6.如权利要求1所述的方法，其中在所述还原气体存在下加热所述金属催化剂包括控制所述还原气体的流速和所述金属催化剂对所述还原气体的暴露时间。

7.如权利要求1所述的方法，其中在所述金属催化剂存在下使气态碳氧化物反应包括在所述金属催化剂存在下使二氧化碳反应。

8.如权利要求1所述的方法，其中控制所述金属催化剂对所述气态碳氧化物和所述还原气体的暴露时间包括控制所述气态碳氧化物的流速和控制所述还原气体的流速中的至少一个。

9.如权利要求1所述的方法，其进一步包括将所述金属催化剂放置在传送机上。

10.如权利要求1所述的方法，其中将包含至少一种催化剂表面结构的金属催化剂引入反应器中包括将钢催化剂安置于所述反应器中。

11.如权利要求1所述的方法，其中将包含至少一种催化剂表面结构的金属催化剂引入反应器中包括将包含铁、铸铁或白口铸铁的催化剂引入所述反应器中。

12.如权利要求1所述的方法，其中将包含至少一种催化剂表面结构的金属催化剂引入反应器中包括引入包含通过冷轧、热轧、回火、淬火、退火或沉淀硬化中的至少一种形成的材料的催化剂。

13.如权利要求1所述的方法，其中将包含至少一种催化剂表面结构的金属催化剂引入反应器中包括将包含通过预处理钢以形成预定大小的所述钢催化剂的晶粒来形成的材料的催化剂引入所述反应器中，所述预处理包括沉淀硬化、再结晶、退火、淬火、氧化、还原、蚀刻和在所述钢催化剂的表面上执行溅射中的至少一种。

14.如权利要求1所述的方法，其中在所述金属催化剂和所述还原气体存在下使气态碳氧化物反应包括主要使一氧化碳与所述还原气体反应。

15.如权利要求1所述的方法，其中在所述金属催化剂和所述还原气体存在下使气态碳氧化物反应包括使一氧化碳、二氧化碳或其混合物与所述还原气体反应。

16.如权利要求1所述的方法，其中使还原气体流入所述反应器中包括使氢、烷烃气体、醇或其任何组合流入所述反应器中。

17.如权利要求1所述的方法，其中将包含至少一种催化剂表面结构的金属催化剂引入反应器中包括将选自由以下组成的组的至少一种形式的钢引入所述反应器中：珠粒、颗粒、硬粒、粗砂和粉末。