[发明专利]一种麦饭石为载体用于碳纳米管生产的催化剂制备方法、催化剂和应用

权利要求书

1.一种麦饭石为载体用于碳纳米管生产的催化剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)使碳纳米管催化元素在麦饭石表面上形成纳米态分布，得到催化剂前驱体；(2)步骤(1)得到的催化剂前驱体经过高温煅烧后即得到用于碳纳米管生产的催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体为：麦饭石粉加水配成麦饭石粉悬浮液，加入含碳纳米管催化元素的物质的溶液或悬浮液，通过离子交换法或浸渍法中的一种制备含碳纳米管催化元素的混合物，上述混合物经喷雾干燥、过滤、压滤、离心工序中的一种或两种以上去除溶剂，得到催化元素纳米态分布在麦饭石表面上的催化剂前驱体。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体为：麦饭石粉加水配成麦饭石粉悬浮液，加入含碳纳米管催化元素的物质的溶液或悬浮液的同时加入沉淀剂和分散剂，通过共沉淀法、水热法、溶胶凝胶法中的一种制备含碳纳米管催化元素的混合物，上述混合物经喷雾干燥、过滤、压滤、离心工序中的一种或两种以上去除溶剂，得到催化元素纳米态分布在麦饭石表面上的催化剂前驱体。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体为：麦饭石粉加水配成麦饭石粉悬浮液，加入含碳纳米管催化元素的物质的溶液或悬浮液的同时加入络合剂和分散剂，通过络合法制备含碳纳米管催化元素的混合物，上述混合物经喷雾干燥、过滤、压滤、离心工序中的一种或两种以上去除溶剂，得到催化元素纳米态分布在麦饭石表面上的催化剂前驱体。

5.根据权利要求2、3或4所述的制备方法，其特征在于，所述麦饭石粉悬浮液固含量为1％～60％；所述碳纳米管催化元素为铁、钴、镍、铬、钼、钨中的一种或两种以上，所述含碳纳米管催化元素的物质指含有铁、钴、镍、铬、钼或钨的氧化物、氢氧化物、氯化物、氰化物、氟化物、硝酸盐、硫酸盐、硅酸盐、有机酸盐、铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐中的一种或两种以上的化合物或它们的复合物；所述含碳纳米管催化元素的物质的溶液或悬浮液中，上述化合物或复合物的溶质质量浓度或固含量为0.5％-95％；所述高温煅烧的温度为300℃-1200℃，煅烧时间为1-24小时；所述喷雾干燥，喷雾干燥机为离心喷雾干燥机、压力喷雾干燥机或二/三流体喷雾干燥机中的一种，喷雾干燥机的温度为120℃-400℃；所述催化剂前躯体粒径范围50-1000微米。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述麦饭石粉悬浮液固含量为5％～40％；所述含碳纳米管催化元素的物质的溶液或悬浮液中，所述化合物或复合物的溶质质量浓度或固含量为2％-50％；所述喷雾干燥，喷雾干燥机的温度为200℃-300℃。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂为可溶性氢氧化物、可溶性碳酸盐或碳酸氢盐、可溶性铵盐、氨、尿素中的一种或两种以上；所述分散剂为偏磷酸钠、烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯型三段共聚物、聚乙烯吡咯烷酮中一种或两种以上；所述沉淀剂用量为碳纳米管催化元素理论摩尔量的50％-150％；分散剂用量为体系总质量的0.1％-10％。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述络合剂为柠檬酸、酒石酸、甘氨酸、乙两胺四乙酸中的一种或二种以上；所述分散剂为偏磷酸钠、烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯型三段共聚物、聚乙烯吡咯烷酮中一种或两种以上；络合剂用量为催化元素理论摩尔量的20％-300％；分散剂用量为体系总质量的0.1％-10％。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述方法制备的用于碳纳米管生产的催化剂。

10.一种权利要求9所述的催化剂在制备碳纳米管中的应用，其特征在于：将催化剂放置在高温设备中，通入含有七碳及以下有机气体与惰性气体和还原性气体的混合气体，控制温度在500℃-1200℃，混合气体空速控制在0.1h^-1-100h^-1，制备得到碳纳米管粗品，后经分离提纯，制得碳纳米管；其中高温设备为辊道窑、回转炉、固定床、移动床或流化床中的一种。