制备多孔碳纤维的无载体铜锌合金催化剂及其制备和使用方法技术

本发明专利技术公开了一种制备多孔碳纤维的无载体铜锌合金催化剂及其制备和使用方法。该催化剂由铜和锌两种金属的氧化物组成，其中铜和锌的摩尔比为铜∶锌＝９∶１。制备方法如下：按摩尔比取铜的金属盐、锌的金属盐和等同于铜摩尔数的柠檬酸，在蒸馏水中混合溶解形成透明溶液后置入瓷舟，在马弗炉中５００～８００℃加热，得催化剂。用于制备多孔碳纤维在固定床气体连续流动反应装置中进行。本发明专利技术提供的铜锌合金催化剂没有加入任何载体，并且该催化剂由铜锌两种金属的氧化物组成，没有加入常规铜催化剂所需的碱金属，因此，用该催化剂制备多孔碳纤维方法简单，大大降低了最终产物提纯的难度，也无任何腐蚀性，易于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备多孔碳纤维的无载体铜锌合金催化剂及其制备和使用 方法。技术背景多孔碳纤维是一维结构材料与纳米材料的典型代表之一，并且由于其具有 极高的比表面积，优异且独一无二的机械、热学和电学性能等而一直成为国内外研究的热点。而化学气象沉积法(CVD)由于其产量高，操作简单，投资少， 是目前最有希望成为工业化大量生产多孔碳纤维的方法，该方法通常使用带有 载体的金属催化剂，通过在固定床上裂解有机气体，进行气固相非均相反应， 最终得到多孔碳纤维，金属铜在合成时一般通过碱金属惨杂并且在有载体时才 能发挥催化作用，但由于碱金属腐蚀性较强，而且载体在产物中不易去除，因 此不利于大规模普及。目前还未见有用无载体的铜锌合金催化剂制备多孔碳纤 维的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于制备多孔碳纤维方法简单，无腐蚀性，产物 易提纯的无载体铜锌合金催化剂及其制备和使用方法。本专利技术的制备多孔碳纤维的无载体铜锌合金催化剂由铜和锌两种金属的氧 化物组成，其中铜和锌的摩尔比为铜锌=9:1。上述的铜氧化物和锌氧化物分别是铜盐和锌盐形成的氧化物。本专利技术的无载体铜锌合金催化剂的制备步骤如下按摩尔比取铜的金属盐、 锌的金属盐和等同于铜摩尔数的柠檬酸，在蒸馏水中混合溶解形成透明溶液， 加热搅拌形成凝胶后置入瓷舟，在马弗炉中500 80(TC加热5 60分钟，形成的 粉末冷却后，研磨。上述的铜的金属盐可以是硝酸铜、硫酸铜或氯化铜。锌的金属盐可以是硝 酸锌、硫酸锌或氯化锌。本专利技术的无载体铜锌合金催化剂用于制备多孔碳纤维在固定床气体连续流 动反应装置中进行。将一定量的无载体铜锌合金催化剂放入温度为500~1000°C 的固定床气体连续流动反应炉中，通入乙炔和氮气，乙炔和氮气的流量比为 50~100 : 300-500，反应10分钟~60分钟，收集产物即为多孔碳纤维。本专利技术提供的铜锌合金催化剂没有加入任何载体，并且该催化剂由铜锌两种金属的氧化物组成，没有加入常规铜催化剂所需的碱金属，因此，用该催化 剂制备多孔碳纤维方法简单，大大降低了最终产物提纯的难度，也无任何腐蚀 性，易于工业化生产。 附图说明图1为实施例1制得的多孔碳纤维透射电镜图(TEM);图2为实施例2制得的多孔碳纤维透射电镜图(TEM)。具体实施方式以下结合实施例进一步说明本专利技术。 实施例1:按摩尔比铜锌=9:1的比例称取硝酸铜，硝酸锌和等同于铜摩尔数的柠檬 酸，在蒸馏水中混合溶解形成透明溶液，加热搅拌形成凝胶后置入瓷舟，在马 弗炉中500'C加热5分钟，形成的粉末冷却后，研磨，得到无载体铜锌合金催化 剂。多孔碳纤维的制备在固定床连续流动反应炉上进行。将0.5克无载体铜锌合 金催化剂放入温度为50(TC的固定床气体连续流动反应炉中段恒温区，通入乙炔 和氮气，乙炔和氮气的流量比为50 : 300，反应10分钟后，收集产物即为多孔 碳纤维。该产品的透射电镜照片如图1所示。 实施例2:按摩尔比铜锌=9:1的比例称取硫酸铜，硫酸锌和等同于铜摩尔数的拧檬 酸，在蒸馏水中混合溶解形成透明溶液，加热搅拌形成凝胶后置入瓷舟，在马 弗炉中700'C加热30分钟，形成的粉末冷却后，研磨，得到无载体铜锌合金催 化剂。将1.5克无载体铜锌合金催化剂放入温度为80(TC的固定床气体连续流动 反应炉中段恒温区，通入乙炔和氮气，乙炔和氮气的流量比为80:400，反应30 分钟后，收集产物即为多孔碳纤维。该产品的透射电镜照片如图2所示。 实施例3:按摩尔比铜锌=9:1的比例称取氯化铜，氯化锌和等同于铜摩尔数的拧檬 酸，在蒸馏水中混合溶解形成透明溶液，加热搅拌形成凝胶后置入瓷舟，在马 弗炉中80(TC加热60分钟，形成的粉末冷却后，研磨，得到无载体铜锌合金催 化剂。将2克无载体铜锌合金催化剂放入温度为IOO(TC的固定床气体连续流动 反应炉中段恒温区，通入乙炔和氮气，乙炔和氮气的流量比为100 : 500，反应 60分钟后，收集产物即为多孔碳纤维。权利要求1.制备多孔碳纤维的无载体铜锌合金催化剂，其特征是由铜和锌两种金属的氧化物组成，其中铜和锌的摩尔比为铜∶锌＝9∶1。2. 据权利要求1所述的无载体铜锌合金催化剂的制备方法，其特征是步骤 如下按摩尔比取铜的金属盐、锌的金属盐和等同于铜摩尔数的拧檬酸，在蒸 馏水中混合溶解形成透明溶液，加热搅拌形成凝胶后置入瓷舟，在马弗炉中 500 800'C加热5 60分钟，形成的粉末冷却后，研磨。3. 据权利要求2所述的无载体铜锌合金催化剂的制备方法，其特征是铜的 金属盐为硝酸铜、硫酸铜或氯化铜。4. 据权利要求2所述的无载体铜锌合金催化剂的制备方法，其特征是锌的 金属盐为硝酸锌、硫酸锌或氯化锌。5. 据权利要求1所述的无载体铜锌合金催化剂用于制备多孔碳纤维的方 法，其特征是将一定量的无载体铜锌合金催化剂放入温度为500 100(TC的固定 床气体连续流动反应炉中，通入乙炔和氮气，乙炔和氮气的流量比为50~100 : 300-500，反应10分钟 60分钟，收集产物即可。全文摘要本专利技术公开了一种。该催化剂由铜和锌两种金属的氧化物组成，其中铜和锌的摩尔比为铜∶锌＝9∶1。制备方法如下按摩尔比取铜的金属盐、锌的金属盐和等同于铜摩尔数的柠檬酸，在蒸馏水中混合溶解形成透明溶液后置入瓷舟，在马弗炉中500～800℃加热，得催化剂。用于制备多孔碳纤维在固定床气体连续流动反应装置中进行。本专利技术提供的铜锌合金催化剂没有加入任何载体，并且该催化剂由铜锌两种金属的氧化物组成，没有加入常规铜催化剂所需的碱金属，因此，用该催化剂制备多孔碳纤维方法简单，大大降低了最终产物提纯的难度，也无任何腐蚀性，易于工业化生产。文档编号B01J23/76GK101314129SQ200810062800公开日2008年12月3日 申请日期2008年7月4日 优先权日2008年7月4日专利技术者芙 刘, 周丽娜, 周胜名, 崔白雪, 张孝彬, 强 牛, 程继鹏, 聂安民, 谭俊军 申请人:浙江大学 本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备多孔碳纤维的无载体铜锌合金催化剂，其特征是由铜和锌两种金属的氧化物组成，其中铜和锌的摩尔比为铜∶锌＝９∶１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：牛强，张孝彬，程继鹏，刘芙，周胜名，聂安民，谭俊军，周丽娜，崔白雪，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]