一种利用微流化床制备的半焦基催化剂生产碳纳米管的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用微流化床制备的半焦基催化剂生产碳纳米管的方法，包括以下步骤：将粒煤置于热解炉内热解；将煤半焦颗粒进行研磨、筛分得到粉状半焦，使用盐酸或硝酸溶液进行洗涤，用去离子水清洗，干燥后得到半焦粉末备用；取适量半焦粉末送入微流化床反应器内，将浸渍溶液连续泵入微流化床反应器内充分混合，收集半焦粉末进行洗涤、干燥、烘焙；将制得的半焦催化剂活化后放入流化床反应器内，通入甲烷气体，收集得到的碳纳米管。本发明专利技术采用煤热解半焦作载体、借助微流化床反应器进行催化剂制备，然后将制备的催化剂应用到以温室气体甲烷为原料生产碳纳米管的过程，在实现低价值半焦及温室气体有效利用的同时产生了高附加值碳纳米管材料。加值碳纳米管材料。加值碳纳米管材料。

【技术实现步骤摘要】
一种利用微流化床制备的半焦基催化剂生产碳纳米管的方法


[0001]本专利技术涉及碳材料制备
，尤其是涉及一种利用微流化床制备的半焦基催化剂生产碳纳米管的方法。

技术介绍

[0002]碳纳米管作为一种新型碳材料，具有优异的力学、热学及电学等性能，在当前科技前沿领域如高导热材料、新能源汽车等方面具有巨大的应用前景。在常用的化学气相沉积法生产碳纳米管过程中，一方面，碳源的选择对碳纳米管的生产具有重要影响，在碳中和战略背景下，利用含碳温室气体如甲烷作为碳源制备碳纳米管具有良好前景；另一方面，催化剂发挥了关键作用，目前常用的制备碳纳米管用催化剂多以金属氧化物如Al2O3或矿石如白云石作为载体，种类相对单一，且使用成本较高。
[0003]煤热解是实现煤炭资源高值化利用的重要途径，通过煤热解可以同时获得焦、油、气三种产物。通过进一步加工焦油和热解气可以得到高附加值化工产品，而目前对半焦的有效利用途径相对匮乏。半焦是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的多孔材料，且半焦表面含有一定的具有催化活性的碱金属无机盐，具备作为催化剂载体的潜力。由于半焦是煤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用微流化床制备的半焦基催化剂生产碳纳米管的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)煤低温热解：将煤块粉碎成粒煤置于热解炉内，通过加热将热解炉内温度升高至500
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600℃进行热解，热解完成后降温、收集生成的煤半焦颗粒；(2)半焦载体的预处理：将煤半焦颗粒进行研磨、筛分得到粉状半焦，使用盐酸或硝酸溶液进行洗涤，再用去离子水进行清洗，在干燥箱内干燥后得到半焦粉末备用；(3)催化剂的制备：将具有催化活性的金属可溶盐溶液作为浸渍溶液，取适量预处理后的半焦粉末送入微流化床反应器内，使用溶液泵将浸渍溶液连续泵入微流化床反应器内，浸渍溶液与半焦粉末在微流化床反应器内充分混合2.5
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5h，然后将混合溶液导出并进行过滤，收集半焦粉末进行洗涤、干燥、烘焙得到半焦催化剂；(4)碳纳米管的制备：将制得的半焦催化剂进行活化后放入到流化床反应器内，将反应器温度加热到600℃后通入甲烷气体，经过一定时间反应后生成碳纳米管，反应完成后收集得到碳纳米管。2.根据权利要求1所述的一种利用微流化床制备的半焦基催化剂生产碳纳米管的方法，其特征在于：所述步骤(1)中粒煤的粒径为1
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2cm，热解炉为固定床或移动床反应器，升温速率为10
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15℃/min，热解时间90
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120min。3.根据权利要求1所述的一种利用微流化床制备的半焦基催化剂生产碳纳米管的方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴龚鹏，何燕，张江辉，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：