[发明专利]碳纳米管制备用催化剂的制备方法

权利要求书

1.碳纳米管制备用催化剂的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：

1)制备Fe₃O₄磁核：将三氯化铁溶液和醋酸钠溶于乙二醇中形成溶液，将溶液在200℃晶化反应8h，反应产物经冷却、洗涤分离、干燥、研磨，得到Fe₃O₄；

2)制备催化剂前体：通过双滴共沉淀法制备Fe₃O₄@NiFe-LDH、Fe₃O₄@CoFe-LDH或Fe₃O₄@CoFeNi-LDH催化剂前体，

所述Fe₃O₄@NiFe-LDH的制备包括：将Fe₃O₄分散于甲醇中，在搅拌下，向其中同时滴加盐溶液和碱溶液，盐溶液为镍盐和三价铁盐的混合溶液，碱溶液为氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液，滴加过程中，控制温度为60℃、pH值为8-9，盐溶液滴加完成后，继续晶化36h，分离、洗涤分离、干燥，得到Fe₃O₄@NiFe-LDH，

所述Fe₃O₄@CoFe-LDH的制备包括：将Fe₃O₄分散于甲醇中，在搅拌下，向其中同时滴加盐溶液和碱溶液，盐溶液为钴盐和三价铁盐的混合溶液，碱溶液为氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液，滴加过程中，控制温度为70℃、pH值为8-8.5，盐溶液滴加完成后，继续晶化36h，分离、洗涤分离、干燥，得到Fe₃O₄@CoFe-LDH，

所述Fe₃O₄@CoFeNi-LDH的制备包括：将Fe₃O₄分散于甲醇中，在搅拌下，向其中同时滴加盐溶液和碱溶液，盐溶液为钴盐、镍盐和三价铁盐的混合溶液，碱溶液为氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液，滴加过程中，控制温度为60℃、pH值为10.5，盐溶液滴加完成后，继续晶化36h，分离、洗涤分离、干燥，得到Fe₃O₄@CoFeNi-LDH；

3)制备催化剂：将步骤2)制得的催化剂前体在还原气氛下进行还原，得到催化剂。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管制备用催化剂的制备方法，其特征在于：所述三氯化铁溶液的摩尔浓度为0.1mol/L，三氯化铁与醋酸钠的摩尔比为1∶5，三氯化铁的物质的量与乙二醇的体积之比为1mol∶10L；

步骤1)中，晶化反应在反应釜中完成，冷却是将反应釜水浴冷却至10-30℃；洗涤是用乙醇和去离子水分别洗涤2-3次；分离是在洗涤过程中采用永磁铁分离；干燥是在真空干燥箱内，于65℃下干燥24h。

3.根据权利要求1所述的碳纳米管制备用催化剂的制备方法，其特征在于：所述Fe₃O₄的质量与甲醇的体积之比为2.5-5g∶1L；镍盐为硝酸镍，三价铁盐为硝酸铁，镍盐与铁盐的摩尔比为1-3∶1，盐溶液的溶剂为甲醇与水的混合溶剂，甲醇与水的体积比为1∶19，盐溶液中的阳离子总浓度为0.1mol/L；碱溶液中氢氧化钠的浓度为0.1mol/L、碳酸钠的浓度为0.2mol/L；Fe₃O₄与镍盐的摩尔比为1∶5。

4.根据权利要求1所述的碳纳米管制备用催化剂的制备方法，其特征在于：所述Fe₃O₄的质量与甲醇的体积之比为2.5-5g∶1L；钴盐为硝酸钴，三价铁盐为硝酸铁，钴盐与铁盐的摩尔比为2-5∶1，盐溶液的溶剂为甲醇与水的混合溶剂，甲醇与水的体积比为1∶19，盐溶液中的阳离子总浓度为0.1mol/L；碱溶液中氢氧化钠的浓度为0.1mol/L、碳酸钠的浓度为0.2mol/L；Fe₃O₄与钴盐的摩尔比为1∶5。