[发明专利]铁填充碳纳米管的制备方法及反应装置

摘要

本发明提供一种铁填充碳纳米管的制备方法及反应装置。铁填充碳纳米管的制备方法为：采用铁的无机共价化合物无水三氯化铁为催化剂前驱体，选用不同的碳源，通过浮游催化化学气相沉积的方法制备出铁填充碳纳米管，所述铁填充碳纳米管包括无氮掺杂铁填充碳纳米管或氮掺杂铁填充碳纳米管，该铁填充碳纳米管的制备方法步骤简单、科学，能制备出高铁填充碳纳米管。本发明还公开了一种能实现铁填充碳纳米管制备方法的反应装置。本发明铁填充碳纳米管的制备方法及反应装置克服了现有技术的诸多缺点，实现了制备方法简单，得到的铁填充碳纳米管具有铁填充率高的优点。

主权项

一种铁填充碳纳米管的制备方法，其特征在于，当碳源为固态有机化合物时，包括以下步骤：（1）将分别承装有碳源和催化剂前驱体的两个容器放置于两端分别设置有气体入口和气体出口的石英管反应器中，并使两个容器靠近气体入口；（2）将石英管反应器置于管式加热设备中；（3）向石英管反应器中通入惰性保护气，开启加热设备至反应温度，挥发为气态的催化剂前驱体和碳源在惰性保护气体载气的带动下，进入石英管反应器中部的高温区进行化学气相沉积反应，待容器内物料挥发完毕后停止加热；（4）将石英管反应器在惰性保护气氛下冷却至室温，收集石英管反应器中的产品，获得铁填充碳纳米管；当所述碳源为气态和/或液态有机化合物时，包括以下步骤：（1）将承装有催化剂前驱体的容器放置于两端分别设置有气体入口和气体出口的石英管反应器中，并使容器靠近气体入口；（2）将石英管反应器置于管式加热设备中；（3）向石英管反应器中通入惰性保护气，开启加热设备至反应温度，通入碳源和氢气，与挥发为气态的催化剂前驱体在惰性保护气体载气的带动下，进入石英管反应器中部的高温区进行化学气相沉积反应，待容器内催化剂前驱体挥发完毕后停止加热；（4）将石英管反应器在惰性保护气氛下冷却至室温，收集石英管反应器中的产品，得到铁填充碳纳米管；其中，所述催化剂前驱体为无水三氯化铁。