一种钴系碳纳米管催化剂的制备及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种钴系碳纳米管催化剂的制备及应用，由氧化钴、硝酸镍、氧化镁、碳酸铵和氨水组成；本发明专利技术的催化剂制备方法通过将氧化钴、硝酸镍和氧化镁溶于去离子水中形成澄清溶液后与碱性溶液B进行混合，然后再对金属氢氧化物沉淀进行高温煅烧，使金属氢氧化物分解成金属氧化物，最终形成催化剂。该制备方法通过严格控制各个步骤的工艺条件以及各组分的配比，使制得的催化剂催化活性高，在该催化剂的催化作用下，碳纳米管转化率较高，倍率也较高，且制得的碳纳米管具有高导电性，该催化剂可有效降低碳纳米管的生产成本。可有效降低碳纳米管的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种钴系碳纳米管催化剂的制备及应用


[0001]本专利技术涉及催化剂
，具体的说，尤其涉及一种钴系碳纳米管催化剂的制备及应用。

技术介绍

[0002]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

[0003]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、激光蒸发法等方法，用于半工业化、工业化生产，满足对碳纳米管复合材料材料的工业需求。
[0004]其中，化学气相沉积法具有成本低、产量大、试验条件易于控制等优点，是目前最适于工业化大批量生产的方法。CVD法的原理为在含有碳源的气体流经催化剂表面时分解，并在有催化剂的一侧诱导形成碳纳米管结构。因此，在碳纳米管合成过程中，关键是选择合适的催化剂，但是现有的催化剂制得的碳纳米管转化率和产率偏低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种钴系碳纳米管催化剂的制备及应用，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种钴系碳纳米管催化剂，由以下成分组成：30
‑
60份氧化钴、3
‑
9份硝酸镍、40
‑
70份氧化镁、20
‑
30份碳酸铵和30
‑
50份氨水。
[0007]一种钴系碳纳米管催化剂的制备方法，该方法按如下步骤进行：步骤一、按重量份数计，30
‑
60份氧化钴、3
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9份硝酸镍、40
‑
70份氧化镁、20
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30份碳酸铵和30
‑
50份氨水，备用；步骤二、将步骤一称取的氧化钴、硝酸镍和氧化镁溶于300重量份的去离子水中，搅拌均匀使试剂完全溶解，形成澄清溶液A；步骤三、将步骤一称取的碳酸铵和氨水溶于50重量份数的去离子水中，搅拌均匀使试剂完全溶解，形成澄清溶液B；步骤四、将溶液A和溶液B混合均匀，并搅拌使溶液A和溶液B完全反应；步骤五、将溶液A和溶液B的混合溶液在600℃的条件下煅烧1h，得催化剂。
[0008]优选的，步骤四中，将溶液A和溶液B同时滴加入容器中，滴加过程中不断搅拌，控制滴加速度使溶液A和溶液B同时滴加完毕，然后搅拌1h。
[0009]优选的，步骤四中的搅拌速度为500r/min。
[0010]优选的，步骤五还包括将煅烧后的物质研磨成细粉。
[0011]一种钴系碳纳米管催化剂的应用，所述铁系碳纳米管催化剂通过化学气相沉积法制备碳纳米管；化学气相沉积法制备碳纳米管的步骤为：将上述制得的镍系碳纳米管催化剂置于卧式炉中，升温至800℃，以16m
³
/h通入丙烷作为碳源，反应3h，制备得到碳纳米管，制得的碳纳米管倍率为60
‑
80倍。
[0012]有益效果：本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种钴系碳纳米管催化剂的制备及应用，该催化剂制备方法通过将氧化钴、硝酸镍和氧化镁溶于去离子水中形成澄清溶液后与碱性溶液B进行混合，然后再对金属氢氧化物沉淀进行高温煅烧，使金属氢氧化物分解成金属氧化物，最终形成催化剂。该制备方法通过严格控制各个步骤的工艺条件以及各组分的配比，使制得的催化剂催化活性高，在该催化剂的催化作用下，碳纳米管转化率较高，倍率也较高，且制得的碳纳米管具有高导电性，该催化剂可有效降低碳纳米管的生产成本。
实施方式
[0013]下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0014]一种钴系碳纳米管催化剂，由以下成分组成：30
‑
60份氧化钴、3
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9份硝酸镍、40
‑
70份氧化镁、20
‑
30份碳酸铵和30
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50份氨水。
[0015]一种钴系碳纳米管催化剂的制备方法，该方法按如下步骤进行：步骤一、按重量份数计，30
‑
60份氧化钴、3
‑
9份硝酸镍、40
‑
70份氧化镁、20
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30份碳酸铵和30
‑
50份氨水，备用；步骤二、将步骤一称取的氧化钴、硝酸镍和氧化镁溶于300重量份的去离子水中，搅拌均匀使试剂完全溶解，形成澄清溶液A；步骤三、将步骤一称取的碳酸铵和氨水溶于50重量份数的去离子水中，搅拌均匀使试剂完全溶解，形成澄清溶液B；步骤四、将溶液A和溶液B混合均匀，并搅拌使溶液A和溶液B完全反应；步骤五、将溶液A和溶液B的混合溶液在600℃的条件下煅烧1h，得催化剂。
[0016]本专利技术中，步骤四中，将溶液A和溶液B同时滴加入容器中，滴加过程中不断搅拌，控制滴加速度使溶液A和溶液B同时滴加完毕，然后搅拌1h。
[0017]本专利技术中，步骤四中的搅拌速度为500r/min。
[0018]本专利技术中，步骤五还包括将煅烧后的物质研磨成细粉。
[0019]一种钴系碳纳米管催化剂的应用，所述铁系碳纳米管催化剂通过化学气相沉积法制备碳纳米管；化学气相沉积法制备碳纳米管的步骤为：将上述制得的镍系碳纳米管催化剂置于卧式炉中，升温至800℃，以16m
³
/h通入丙烷作为碳源，反应3h，制备得到碳纳米管，制得的碳纳米管倍率为60
‑
80倍。
实施例
[0020]一种钴系碳纳米管催化剂，由以下成分组成：30份氧化钴、3份硝酸镍、40份氧化镁、20份碳酸铵和30份氨水。
[0021]一种钴系碳纳米管催化剂的制备方法，该方法按如下步骤进行：步骤一、按重量份数计，30份氧化钴、3份硝酸镍、40份氧化镁、20份碳酸铵和30份氨水，备用；步骤二、将步骤一称取的氧化钴、硝酸镍和氧化镁溶于300重量份的去离子水中，搅拌均匀使试剂完全溶解，形成澄清溶液A；步骤三、将步骤一称取的碳酸铵和氨水溶于50重量份数的去离子水中，搅拌均匀使试剂完全溶解，形成澄清溶液B；步骤四、将溶液A和溶液B混合均匀，并搅拌使溶液A和溶液B完全反应；步骤五、将溶液A和溶液B的混合溶液在600℃的条件下煅烧1h，得催化剂。
[0022]本专利技术中，步骤四中，将溶液A和溶液B同时滴加入容器中，滴加过程中不断搅拌，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钴系碳纳米管催化剂，其特征在于，由以下成分组成：30
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60份氧化钴、3
‑
9份硝酸镍、40
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70份氧化镁、20
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30份碳酸铵和30
‑
50份氨水。2.根据权利要求1所述的一种钴系碳纳米管催化剂的制备方法，其特征在于，该方法按如下步骤进行：步骤一、按重量份数计，30
‑
60份氧化钴、3
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9份硝酸镍、40
‑
70份氧化镁、20
‑
30份碳酸铵和30
‑
50份氨水，备用；步骤二、将步骤一称取的氧化钴、硝酸镍和氧化镁溶于300重量份的去离子水中，搅拌均匀使试剂完全溶解，形成澄清溶液A；步骤三、将步骤一称取的碳酸铵和氨水溶于50重量份数的去离子水中，搅拌均匀使试剂完全溶解，形成澄清溶液B；步骤四、将溶液A和溶液B混合均...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国顺，陈永胜，刘彦军，
申请(专利权)人：山东碳峰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：