[发明专利]具有高比表面积的碳纳米管及其制造方法

权利要求书

1.束状碳纳米管，其具有至少200m²/g的BET比表面积，其中，所述BET比表面积和通过拉曼光谱测量的G-带峰下的积分面积(I_G)与D-带峰下的积分面积(I_D)的比(I_G/I_D)满足以下关系：

y＝ax+b

其中，y是所述BET比表面积，x是所述I_G/I_D的比，a是-400至-500的常数，以及b是600至800的常数。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管，其中，所述BET比表面积(y)和I_G/I_D的比(x)满足以下关系：

200≤y≤-427.2x+800

其中，y是所述BET比表面积(m²/g)以及x是I_G/I_D的比。

3.根据权利要求1所述的碳纳米管，其中，G-带峰下的积分面积(I_G)与D-带峰下的积分面积(I_D)的比(I_G/I_D)为0.7至1.3。

4.根据权利要求1所述的碳纳米管，其中，所述碳纳米管是使用负载型催化剂生产的，其中，所述负载型催化剂是通过以下步骤制备的：在100至450℃的温度下初次煅烧BET比表面积为1m²/g以下的载体前体以形成载体，在所述载体上负载石墨化金属催化剂，并且在100至500℃的温度下二次煅烧负载在载体上的催化剂。

5.根据权利要求4所述的碳纳米管，其中，所述负载型催化剂的粒度和数均粒径通过分选分别调整为30至150μm和40至80μm。

6.根据权利要求4所述的碳纳米管，其中，所述载体是基于铝的。

7.根据权利要求4所述的碳纳米管，其中，所述载体前体是氢氧化铝[Al(OH)₃]。

8.根据权利要求4所述的碳纳米管，其中，所述二次煅烧在100至300℃的温度下进行。

9.根据权利要求4所述的碳纳米管，其中，所述石墨化金属催化剂选自镍(Ni)、钴(Co)、铁(Fe)、铂(Pt)、金(Au)、铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)、镁(Mg)、锰(Mn)、钼(Mo)、铑(Rh)、硅(Si)、钽(Ta)、钛(Ti)、钨(W)、铀(U)、钒(V)、锆(Zr)及其合金。

10.根据权利要求4所述的碳纳米管，其中，所述石墨化金属催化剂为包含主催化剂和辅催化剂的二组分金属催化剂或多组分金属催化剂。

11.根据权利要求10所述的碳纳米管，其中，所述主催化剂选自Co、Fe和它们的混合物，并且所述辅催化剂选自Mo、V和它们的混合物。

12.根据权利要求4所述的碳纳米管，其中，所述石墨化金属催化剂是选自Co/Mo、Co/V、Fe/Mo和Fe/V的二组分金属催化剂。

13.根据权利要求4所述的碳纳米管，其中，所述石墨化金属催化剂以10:0.1-10的摩尔比包含所述主催化剂和所述辅催化剂。

14.根据权利要求4所述的碳纳米管，其中，基于100重量份的所述负载型催化剂，以5至40重量份的量负载所述石墨化催化剂。

15.一种生产碳纳米管(CNT)的方法，其包含在100至450℃的温度下初次煅烧BET比表面积为1m²/g以下的载体前体来形成载体，在所述载体上负载石墨化金属催化剂，在100至500℃的温度下二次煅烧负载在载体上的催化剂以制备负载型催化剂，并且使所述负载型催化剂与气相碳源接触以形成碳纳米管。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述碳纳米管的比表面积随二次煅烧温度的降低而增加。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述气相碳源选自一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙醇、乙炔、丙烷、丙烯、丁烷、丁二烯、戊烷、戊烯、环戊二烯、己烷、环己烷、苯、甲苯和它们的混合物。