[发明专利]一种碳纳米管催化剂及其制备方法、碳纳米管的制备方法

说明书

本发明公开一种碳纳米管催化剂及其制备方法、碳纳米管的制备方法，涉及碳纳米技术领域，以提高碳纳米管的产率，并降低碳纳米管的生产成本。所述碳纳米管催化剂的制备方法包括：将活性组分溶液、非活性组分溶液与碳载体进行混合，获得前驱体溶液；去除前驱体溶液含有的溶剂，获得前驱体；将前驱体在无氧条件下进行焙烧，获得碳纳米管催化剂。所述碳纳米管催化剂的制备方法应用上述方法制备的碳纳米催化剂。本发明提供的碳纳米管催化剂用于碳纳米管催化中。

技术领域

本发明涉及碳纳米技术领域，尤其涉及一种碳纳米管催化剂及其制备方法、碳纳米管的制备方法。

背景技术

碳纳米管(car-bon nanotube，缩写为CNT)是一种一维纳米材料，其重量轻，六边形结构连接完美，具有优异的导电性、超高的力学强度、极高的化学稳定性和热稳定性等特点，可广泛应用于高性能复合材料、电容器、储氢、电磁吸波材料等领域。

目前，以纳米金属催化剂为载体，采用化学气相沉积法(Chemical VaporDeposition,CVD)可生产碳纳米管。但是，以纳米金属催化剂为载体生产碳纳米管的反应时间长，所获得的碳纳米管不仅产率低。并且在纳米金属催化剂为矿石类催化剂时，在碳纳米管纯化过程需要使用氢氟酸除去其中所含有的硅元素，造成环境污染性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳纳米管催化剂及其制备方法、碳纳米管的制备方法，以提高碳纳米管的产率，并降低碳纳米管的生产成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种碳纳米管催化剂的制备方法。该碳纳米管催化剂的制备方法包括：

将活性组分溶液、非活性组分溶液与碳载体进行混合，获得前驱体溶液；

去除所述前驱体溶液含有的溶剂，获得前驱体；

将所述前驱体在无氧条件下进行焙烧，获得碳纳米管催化剂。

与现有技术相比，本发明提供的碳纳米管催化剂的制备方法中，将活性组分溶液、非活性组分溶液和碳载体混合均匀形成前驱体溶液，使得前驱体溶液所含有的前驱体实质为均匀负载有活性组分和非活性组分的碳载体。当去除前驱体溶液含有的溶剂后，在无氧条件下对该前驱体进行焙烧。由此可见，本发明提供的碳纳米管催化剂的制备时间比较短，且所获得的碳纳米管催化剂包括碳载体以及均匀分布在碳载体上的活性组分氧化物和非活性组分氧化物，而碳纳米管同样是一种碳材料，这样就减少了引入碳纳米管的杂质，降低碳纳米管的纯化复杂度和难度。并且，由于碳纳米管催化剂包括碳载体以及均匀分布在碳载体上的活性物质和非活性物质，非活性物质可以避免活性物质在碳载体上团聚，使得以碳纳米管催化剂为催化剂生长碳纳米管时，催化剂颗粒较大造成碳管管径较粗以及催化剂失活较快的问题，保证以碳载体所负载的活性金属氧化物为活性中心生成碳纳米管的速度比较快，进而提高碳纳米管的产率。

本发明还提供一种碳纳米管催化剂。该碳纳米管催化剂包括碳载体以及分布在碳载体中的金属氧化物。

与现有技术相比，本发明提供的碳纳米管的有益效果与上述碳纳米管的制备方法的有益效果相同，在此不做赘述。

本发明还提供一种碳纳米管的制备方法。该碳纳米管的制备方法包括：以碳纳米管催化剂为催化剂，采用气相沉积法制备碳纳米管，所述碳纳米管催化剂为上述技术方案所述碳纳米管催化剂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的碳纳米管催化剂的制备流程示意图一；

图2为本发明实施例一提供的碳纳米管催化剂的制备流程示意图二；

图3为本发明实施例三提供的碳纳米管的制备流程示意图；