[發(fā)明專利]碳納米管及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380004233.2
• 申請(qǐng)日: 2013-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN103987659B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜京延;金鎮(zhèn)道;金成真;尹載根
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: LG化學(xué)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C01B32/162
• 分類號(hào): C01B32/162;B01J37/02;B82B1/00;B82B3/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京鴻元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11327
• 代理人: 李靜,黃麗娟

1.碳納米管，使用包含清澈的金屬水溶液的雙組分碳納米管催化劑制得，

其中，選擇氧化鋁載體(Al₂O₃)、催化劑組分、多羧酸和活性組分，使得基于100mol的所述氧化鋁載體，所述催化劑組分的摩爾數(shù)(x)和所述活性組分的摩爾數(shù)(y)滿足34≤x≤46，2≤y≤9以及40≤x+y≤53。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管，其中，所述碳納米管為具有80至250kg/m³的堆積密度、0.9至1.0的橢圓率以及0.5至1.0的粒徑分布(Dcnt)的馬鈴薯形或球形的非束狀碳納米管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管，其中，所述雙組分碳納米管催化劑包含清澈的金屬水溶液和氧化鋁載體，

其中，所述清澈的金屬水溶液的濃度為0.1至0.4g/ml，通過向所述活性組分中依次加入所述多羧酸和所述催化劑組分得到。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管，其中，基于100mol的所述氧化鋁載體，所述催化劑組分的摩爾數(shù)(x)和所述活性組分的摩爾數(shù)(y)滿足36≤x≤46，4≤y≤9以及43≤x+y≤53。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管，其中，所述催化劑組分包含選自Fe和Ni中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管，其中，所述活性組分包含Mo。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管，其中，所述多羧酸包含選自二羧酸、三羧酸和四羧酸中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管，其中，所述多羧酸與所述活性組分的摩爾比為0.2至0.5。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管，其中，所述雙組分碳納米管催化劑具有所述催化劑組分和所述活性組分在所述氧化鋁載體的表面上和微孔中涂布成單層或多層的結(jié)構(gòu)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管，其中，所述雙組分碳納米管催化劑具有10％以下的基于數(shù)均粒徑測得的超聲微細(xì)粉末。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管，其中，所述碳納米管的粒徑或平均粒徑為100至800μm。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管，其中，所述碳納米管的線直徑為10至50nm。

13.一種制備碳納米管的方法，包括以下步驟：

將清澈的金屬水溶液與氧化鋁載體混合，

其中，所述清澈的金屬水溶液通過依次將多羧酸然后催化劑組分前體的水溶液與活性組分前體的水溶液混合來制備；

在40至80℃下真空干燥所得的混合物，然后在650至800℃下烘焙該混合物，得到碳納米管催化劑，在該碳納米管催化劑中，催化性組分和活性組分浸入并涂布在所述氧化鋁載體的表面上和微孔中；

將所述碳納米管催化劑加入流化床反應(yīng)器中，并在500至900℃向該反應(yīng)器中注入至少一種選自C1-C4飽和或不飽和烴的碳源或者該碳源與氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w；以及

在所述催化劑的表面上生長非束狀和球形的碳納米管。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，在真空干燥之前，還包括在45至80℃下熟化所述混合物1分鐘至5小時(shí)。

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，在真空干燥之后和烘焙之前，還包括在250至400℃下預(yù)烘焙所述混合物。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，將金屬水溶液總量的50％或小于50％浸入氧化鋁載體之后立即進(jìn)行預(yù)烘焙，并在預(yù)烘焙之后或烘焙之前立即將剩余的金屬水溶液浸入氧化鋁載體中。

17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，選擇氧化鋁載體(Al₂O₃)、催化劑組分、多羧酸和活性組分，使得基于100mol的所述氧化鋁載體，所述催化劑組分的摩爾數(shù)(x)和所述活性組分的摩爾數(shù)(y)滿足34≤x≤46，2≤y≤9以及40≤x+y≤53。