[发明专利]一种制备碳纳米管的方法

摘要

本发明属于无机功能材料合成领域，具体涉及一种制备碳纳米管的方法。它是以二氧化硅为载体，负载各种金属催化剂，如铁、钴和镍，以乙炔、丙烯及甲烷作为碳源气体用化学气相沉积法来制备碳纳米管。本发明成本低廉、简单易行，制备出碳纳米管结构均匀，产量高，内径5～10nm，外径在20～50nm。所制得的碳纳米管在作为导热材料、复合材料、化学传感材料、储氢材料等方面都有广泛的用途。

主权项

1.一种制备碳纳米管的方法，选用Fe、Co、Ni及其合金作为催化剂，粘土、二氧化硅、硅藻土、氧化铝及氧化镁等作为载体，乙炔、丙烯及甲烷等作为碳源，氢气、氮气、氦气、氩气或氨气作为稀释气，在530℃～1130℃范围内，碳氢化合物裂解产生的自由碳离子在催化剂作用下可生成单壁或多壁碳纳米管；其特征在于：(1)以溶胶-凝胶法制备催化剂：硅酸酯(AR)，乙醇((AR)和(0.5-2M)硝酸盐(AR)水溶液以1∶1∶1(体积比)混合，充分搅拌均匀，然后加入几滴酸或碱作催化剂来加快水解反应，促进凝胶的形成；把湿凝胶在40～60℃的恒温下干燥，得到干凝胶；然后把干凝胶研磨成颗粒作为催化剂；(2)把所制得的粉末状催化剂平铺于石英舟上，放入管式加热炉中的恒温区，在氮气保护下，升温至400～800℃，通入氢气20～40分钟，还原催化剂，然后加热到600～1000℃，通入乙炔，反应30～120分钟，在氮气的气氛下冷却到常温，即制备出了碳纳米管。