[发明专利]利用废塑料制备Fe-N-CNT催化剂的方法及产品在审
| 申请号： | 201910225099.8 | 申请日： | 2019-03-25 |
| 公开（公告）号： | CN110010907A | 公开（公告）日： | 2019-07-12 |
| 发明（设计）人： | 杨海平;蔡宁;张雄;陈应泉;陈伟;邵敬爱;杨晴;曾阔;王贤华;张世红;陈汉平 | 申请（专利权）人： | 华中科技大学 |
| 主分类号： | H01M4/86 | 分类号： | H01M4/86;H01M4/90 |
| 代理公司： | 华中科技大学专利中心 42201 | 代理人： | 曹葆青;李智 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 废塑料 催化剂 制备 纯化碳纳米管 固体混合物 铁基催化剂 碳纳米管 电化学催化剂 废塑料粉末 含氮化合物 资源化利用 表面沉积 加热一段 热解过程 研磨 热解气 产率 次热 酸洗 加热 冷却 | ||
1.一种利用废塑料制备Fe-N-CNT催化剂的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(a)将废塑料粉末和铁基催化剂分别置于第一加热区和第二加热区中，在惰性气氛中加热一段时间，使废塑料热解过程中产生的热解气在铁基催化剂表面沉积形成碳纳米管；
(b)将所述碳纳米管酸洗后获得纯化碳纳米管，然后将该纯化碳纳米管与含氮化合物混合后充分研磨得到固体混合物；
(c)将所述固体混合物在惰性气氛下加热进行二次热解，冷却至室温后制得所述Fe-N-CNT催化剂。
2.如权利要求1所述的利用废塑料制备Fe-N-CNT催化剂的方法，其特征在于，所述步骤(a)中采用液氮粉碎机将废塑料进行机械粉碎，所述废塑料粉末的粒径为0.5mm～1mm。
3.如权利要求1或2所述的利用废塑料制备Fe-N-CNT催化剂的方法，其特征在于，所述步骤(a)中废塑料粉末和铁基催化的质量比为5:1～1:5。
4.如权利要求1～3任一项所述的利用废塑料制备Fe-N-CNT催化剂的方法，其特征在于，所述步骤(a)中加热过程的升温程序为：将第二加热区以10℃/min～20℃/min的升温速率加热至750℃～900℃，升至目标温度后保温并将第一加热区以5℃/min～10℃/min的升温速率加热至500℃～600℃，然后保温5min～10min。
5.如权利要求1所述的利用废塑料制备Fe-N-CNT催化剂的方法，其特征在于，所述步骤(a)和步骤(c)中惰性气氛为氮气或氩气，惰性气体的流量为50mL/min～100mL/min。
6.如权利要求1所述的利用废塑料制备Fe-N-CNT催化剂的方法，其特征在于，所述步骤(b)中酸洗的过程为：将所述碳纳米管置于浓度为30％～50％的浓硝酸中，在80℃～100℃下以600rpm～1000rpm的转速搅拌4h～6h，然后过滤获得固体产物并水洗10次～20次，最后在100℃～105℃的温度下干燥12h～24h获得纯化碳纳米管。
7.如权利要求1所述的利用废塑料制备Fe-N-CNT催化剂的方法，其特征在于，所述步骤(b)中含氮化合物优选为三聚氰胺或双氰胺。
8.如权利要求1所述的利用废塑料制备Fe-N-CNT催化剂的方法，其特征在于，所述步骤(b)中纯化碳纳米管与含氮化合物以1:1～1:5的质量比混合，研磨时间为30min～60min。
9.如权利要求1所述的利用废塑料制备Fe-N-CNT催化剂的方法，其特征在于，所述步骤(c)中二次热解过程为：以5℃/min～10℃/min的升温速率加热至750℃～900℃，然后保温0.5h～2h。
10.一种利用如权利要求1～9任一项所述方法制备的Fe-N-CNT催化剂。
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