一种用于制备碳纳米管的铁钴系催化剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种用于制备碳纳米管的铁钴系催化剂及其制备方法和用途，所述催化剂包括：以重量份计，铁源：钴源＝(2‑8):10；铁源为碳化铁；钴源为球形碳附载的氧化钴；催化剂由铁源与钴源经由机械混合制得。催化剂组分中碳化铁具体高度的分散性和丰富的孔结构，且表面具有较多的N、O官能团，在特定环境中能够有效防止纳米碳颗粒在生成碳纳米管过程中产生高温团聚；催化剂球形碳负载氧化钴在球形碳基体上的高度分散，且颗粒可控，在制备碳纳米管制备过程中可避免碳颗粒在生长过程中产生团聚问题，从而适用于薄壁、小粒径碳纳米管制备；铁钴系催化剂有助于增加碳纳米管的导电性能和机械性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备碳纳米管的铁钴系催化剂及其制备方法和用途
本专利技术涉及催化剂合成
，具体涉及一种用于制备碳纳米管的铁钴系催化剂及其制备方法和用途。
技术介绍
碳纳米管的制备方法见诸于报道后，引起了碳纳米管研究的热潮，推动纳米科技的迅猛发展。碳纳米管由其结构特征分为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管，其中，单壁碳纳米管是具有多种潜在的应用价值，具有独特的结构特征，如长径比大、结构缺陷少、端部曲率半径小等优点，使得单壁碳纳米管表现出优异的力学、电学及磁学性质，广泛应用于电子场发射、微流体膜、纳米电子器件等。碳纳米管单体排列方式组成阵列式碳纳米管，阵列式碳纳米管具有定向性能好、生长密度大有规则的取向和排列定等特性，适用于在场发射、电极材料、散热片、纳米传感器等多种高新
目前，制备碳纳米管的方法主要有电弧放电法、激光蒸发法和化学气相沉积法。其中电弧放电或激光蒸发制备碳纳米管的方法要求具有较高的反应温度，工艺要求相对要求高。而化学气相沉积法工作温度较低(小于800℃)，工艺和设备比较简单、成本比较低、碳管的生长可控等优点，从而替代电弧放电法、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备碳纳米管的铁钴系催化剂，其特征在于，所述催化剂包括：以重量份计，铁源：钴源＝(2～8):10；/n所述铁源为熔融法制备的碳化铁；/n所述钴源为球形碳附载的氧化钴。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于制备碳纳米管的铁钴系催化剂，其特征在于，所述催化剂包括：以重量份计，铁源：钴源＝(2～8):10；
所述铁源为熔融法制备的碳化铁；
所述钴源为球形碳附载的氧化钴。


2.如权利要求1所述的一种用于制备碳纳米管的铁钴系催化剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂由铁源与钴源经由机械混合制得。


3.根据权利要求2所述的一种用于制备碳纳米管的铁钴系催化剂的制备方法，其特征在于，制备所述铁源包括步骤如下：
步骤S1：首先将葡萄糖、尿素与蒸馏水按照固液比为1～4:2～6:100g/ml，在反应温度为145～165℃、搅拌速度为500～1200rpm条件下，得到完全澄清的混合溶液M1；
步骤S2：向步骤S1中混合溶液M1中加入浓度为0.05～0.15mol/l的硝酸铁，在搅拌速度为400～800rpm条件下，搅拌至混合溶液无明显气泡冒出，得到混合溶液M2；
步骤S3：将步骤S2中得到的混合溶液M2转移至烘箱内，在烘干温度为135～185℃、烘干时长为12～24h条件下，烘干得到黑色粉末，将黑色粉末球磨至220～360目，得到粉末M3；
步骤S4：将步骤S3中得到的粉末M3转移至管式焙烧炉中，在鼓入高纯氮气氛下二段升温焙烧，得到碳化铁的铁源。


4.根据权利要求3所述的一种用于制备碳纳米管的铁钴系催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S4中一段升温：以1～3℃/min升温速率由室温以升至380～420℃后，保持焙烧温度焙烧30～60min；二段升温：在以2～5℃/min升温速率升至745～755℃后，保持焙烧温度焙烧1.5～2.5h。


5.根据权利要求2所述的一种用于制备碳纳米管的铁钴系催化剂的制备方法，其特征在于，制备所述钴源包括步骤如下：
步骤L1：制备球形碳；
步骤L2：在步骤L1中得到的球形碳上附载氧化钴制备钴源。


6.根据权利要求5所述的一种用于制备碳纳米管的铁钴系催化剂的制备方法，其特征在于，步骤L1中球形碳制备过程包括步骤如下：
步骤P1：将葡萄糖与蒸馏水按照固液比为0.2～0.3:1g/ml，在超声波作...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘保生，
申请(专利权)人：河南国碳纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41