一种减少副产物碳层的碳纳米线圈合成用催化剂的制备方法及其应用技术

一种减少副产物碳层的碳纳米线圈合成用催化剂的制备方法及其应用，属于材料制备技术领域。以可溶性铁盐和可溶性锡盐为原料，按Fe：Sn摩尔比60:1～3:1的比例溶解在还原性溶剂中，采用溶剂热法制备Fe‑Sn‑O催化剂颗粒，并利用所制备催化剂采用热CVD法合成少甚至无副产物碳层的高纯度碳纳米线圈。本发明专利技术提供的制备方法工艺简单、成本低廉，且可以利用其合成无副产物碳层的高纯度碳纳米线圈，具有突出的应用前景。

Preparation and Application of a Catalyst for the Synthesis of Carbon Nanowire Rings with Reduced Carbon Layer by-product

The invention relates to a preparation method and application of a catalyst for synthesis of carbon nanowires with reduced by-product carbon layer, belonging to the technical field of material preparation. Using soluble iron salts and soluble tin salts as raw materials and dissolving in reducing solvents at the molar ratio of 60:1 to 3:1 of Fe:Sn, Fe Sn O catalyst particles were prepared by solvothermal method, and high purity carbon nanowire rings with little or no by-product carbon layer were synthesized by thermal CVD. The preparation method provided by the invention has the advantages of simple process, low cost, and can be used to synthesize high purity carbon nanowire rings without by-product carbon layer, which has outstanding application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种减少副产物碳层的碳纳米线圈合成用催化剂的制备方法及其应用
本专利技术属于材料制备
，涉及一种减少副产物碳层碳纳米线圈合成用催化剂的制备方法及其应用。
技术介绍
碳纳米线圈由于其独特的三维螺旋纳米结构，使其具备优异的电磁特性、机械特性及分散特性，可以广泛应用于电磁吸波材料、应变传感器件、微纳米机电系统、三维纳米螺旋模板等场合。目前，已经公开的制备碳纳米线圈的制备方法有很多，其中最适合应用于工业生产的是化学气相沉积法(CVD法)，该方法将催化剂担载在衬底表面，置于化学气相沉积系统内，使碳源气体在一定反应条件下流经催化剂表面发生催化分解沉积。使用该方法合成碳纳米线圈的过程中，选择高效的催化剂十分关键，催化剂的形貌、组分及颗粒大小都会影响碳纳米线圈的合成质量。目前公开的适合碳纳米线圈生长的催化剂主要包括铁、钴、镍、钨过渡金属及其合金，尤其是以铁锡氧化物合金(Fe-Sn-O)颗粒为代表的催化剂被广泛证明可以高效低成本合成碳纳米线圈。目前公开的制备Fe-Sn-O催化剂的方法主要包括溶液法(出版物：D.W.Lietal.,AdvancedMaterialsResearch,Vols.60本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减少副产物碳层的碳纳米线圈合成用催化剂的制备方法，其特征在于以下步骤：(a)以可溶性Fe3+或Fe2+盐和可溶性Sn4+或Sn2+盐为原料，按Fe：Sn原子摩尔比60:1～3:1的比例溶解在还原性溶剂中，混合均匀后得到催化剂前驱体溶液，催化剂前驱体溶液中Fe3+或Fe2+的浓度范围为0.01‑0.05mol/l；(b)将步骤(a)制备的催化剂前驱体溶液转移至高温反应釜，在溶剂热体系中控制反应温度在160‑220℃，在高压釜溶剂热反应5‑30小时后，自然冷却到室温，将所得的红色沉淀过滤、洗涤、干燥，得到红色单一的Fe‑Sn‑O催化剂粉末，粒径分布在100nm‑500nm之间。

【技术特征摘要】
1.一种减少副产物碳层的碳纳米线圈合成用催化剂的制备方法，其特征在于以下步骤：(a)以可溶性Fe3+或Fe2+盐和可溶性Sn4+或Sn2+盐为原料，按Fe：Sn原子摩尔比60:1～3:1的比例溶解在还原性溶剂中，混合均匀后得到催化剂前驱体溶液，催化剂前驱体溶液中Fe3+或Fe2+的浓度范围为0.01-0.05mol/l；(b)将步骤(a)制备的催化剂前驱体溶液转移至高温反应釜，在溶剂热体系中控制反应温度在160-220℃，在高压釜溶剂热反应5-30小时后，自然冷却到室温，将所得的红色沉淀过滤、洗涤、干燥，得到红色单一的Fe-Sn-O催化剂粉末，粒径分布在100nm-500nm之间。2.根据权利要求1所述的一种减少副产物碳层的碳纳米线圈合成用催化剂的制备方法，其特征在于，所述的Fe：Sn原子摩尔比优选为10:1。3.根据权利要求1或2所述的一种减少副产物碳层的碳纳米线圈合成用催化剂的制备方法，其特征在于，所述的可溶性Fe3+或Fe2+盐包括但不限于硝酸铁/硝酸亚铁、氯化铁/氯化亚铁、硫酸铁；所述的可溶性Sn4+或Sn2+盐包括但不限于氧化锡/氧化亚锡、氯化锡/氯化亚锡。4.根据权利要求1或2所述的一种减少副产物碳层的碳纳米线圈合成用催化剂的制备方法，其特征在于，所述的还原...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘路军，赵永鹏，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21