[發明專利]一種由煤液化殘渣制備納米碳球的方法及納米碳球

有效

• 申請號: 201310085483.5
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN104058381A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 劉長坤;趙俊鵬;陳松;張新鋒;郭小汾
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究所
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;B82Y30/00
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 鐘守期;王媛

1.一種由煤液化殘渣制備納米碳球的方法，包括以下步驟：

提供一種油溶性混合物I，其包括油溶性有機化合物和過渡金屬化合物；

將煤液化殘渣與混合物I混合，得到混合物II；和

將混合物II煅燒。

2.權利要求1的由煤液化殘渣制備納米碳球的方法，其中在油溶性混合物I中，以金屬計，金屬含量為2-40重量％，優選5-20重量％，更優選為6，9或15重量％。

3.權利要求1-2任一項的由煤液化殘渣制備納米碳球的方法，其中在混合物II中，以金屬計，金屬含量為0.05-10重量％，優選0.1-5重量％，更優選1-3重量％，更優選為1.5，2，2.5重量％。

4.權利要求1-3的由煤液化殘渣制備納米碳球的方法，其中所述過渡金屬化合物選自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Mo、Ni、Cu和Zn等的金屬鹽、氧化物、氫氧化物中的一種或一種以上；優選Ti、Fe、Mo、Ni的小分子有機酸鹽中的一種或一種以上。

5.權利要求4的由煤液化殘渣制備納米碳球的方法，其中所述金屬鹽選自所述金屬的鹽酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽、C₂-C₈有機酸鹽，或者選自堿金屬、堿土金屬或銨的鉬酸鹽、鉻酸鹽、鈦酸鹽、釩酸鹽、鋅酸鹽或錳酸鹽，或者選自各鹽的任意混合物之一。

6.權利要求1-5任一項的由煤液化殘渣制備納米碳球的方法，其中所述油溶性有機化合物在相同體積的水和油的混合物中，其在水中的溶解度和在油中的溶解度之比(基于重量)為1∶0.1-15，優選為1∶0.5-10。

7.權利要求6的由煤液化殘渣制備納米碳球的方法，其中所述油溶性有機化合物所含碳原子數在6-18之間，并含有至少一個可以與上述鹽類反應的官能團，所述官能團可以選自-OH、-COOH、-NH₂、-SH、-(C＝O)NH₂、-C≡N、-CHO等，優選的官能團為-OH或-COOH。

8.權利要求6任一項的由煤液化殘渣制備納米碳球的方法，其中所述油溶性有機化合物來源于煤焦油。

9.權利要求8的由煤液化殘渣制備納米碳球的方法，其中所述油溶性有機化合物為從煤焦油中提取的粗酚混合物或酚類純化合物，優選苯酚、甲酚、二甲酚、乙基酚以及高級一元酚，也可選擇二元和三元酚。

10.權利要求1的由煤液化殘渣制備納米碳球的方法，其中在90-220℃，優選120-180℃范圍內的一個溫度混合所述煤液化殘渣與所述混合物I以得到所述混合物II。

11.權利要求1的由煤液化殘渣制備納米碳球的方法，其中混合物II在惰性氣氛下加熱煅燒；加熱煅燒的溫度為800-1600℃，優選900-1500℃；煅燒的時間為2-6小時，優選3-5小時。

12.權利要求1的由煤液化殘渣制備納米碳球的方法，其中將煅燒得到的產物進行洗滌、干燥等后處理步驟。

13.權利要求1的由煤液化殘渣制備納米碳球的方法，其中煤液化殘渣材料的氫碳比為0.5至0.9；密度為1.1至1.3g/cm³；瀝青質含量為25-60％。

14.一種納米碳球，由煤液化殘渣為原料制得。

15.一種納米碳球，其由上述權利要求1-13任一項所述的方法制得。

16.權利要求15的納米碳球，其為空心納米碳球，直徑為20-50nm。