[发明专利]一种木质素基碳纳米管及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：将SBA-15、过渡金属盐液相混合得混合液A，随后经冷冻干燥、焙烧处理，得到过渡金属氧化物/SBA-15负载型催化剂；所述的过渡金属盐中的过渡金属元素为铁、钴、镍金属中的至少一种；

步骤(2)：将木质素和过渡金属氧化物/SBA-15负载型催化剂液相混合，得混合液B，随后经冷冻干燥处理，得到前驱体；

步骤(3)：将前驱体在保护性气氛下热解碳化，随后将碳化产物依次经酸处理、碱处理，制得所述的木质素基碳纳米管。

2.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述的过渡金属盐为过渡金属的水溶性盐。

3.如权利要求2所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述的过渡金属盐为过渡金属的硝酸盐、氯化盐、醋酸盐中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，SBA-15与过渡金属盐的质量比为1：1~3：1。

5.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述的混合液A为水溶液。

6.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，混合液A中，所述的SBA-15、过渡金属盐的总浓度为2.0~4.0g/20~40mL。

7.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，焙烧过程在保护气氛下进行。

8.如权利要求7所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，保护性气氛为氮气、惰性气体中的至少一种。

9.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，焙烧的温度为500~800⁰C。

10.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，焙烧的时间为1~4h。

11.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的木质素为水溶性木质素及其水溶性衍生物。

12.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述的木质素为木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸钙中的至少一种。

13.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述的混合液B为水溶液，其中，木质素1.0~4.0g、催化剂0.5~2.0g、水5~40mL。

14.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，热解碳化在管式炉中进行。

15.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，所述的保护性气氛为氮气、惰性气体中的至少一种。

16.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，热解碳化过程的保护性气体的流量为20~100mL/min。

17.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，升温速率为2~6⁰C/min。

18.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，热解温度为800~1100⁰C。

19.如权利要求1所述的木质素基碳纳米管的制备方法，其特征在于，热解碳化的时间为1~4h。