CN100348316C - 碱金属掺杂铜催化剂及用于制备一维碳纳米材料的方法 - Google Patents

碱金属掺杂铜催化剂及用于制备一维碳纳米材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100348316C
CN100348316C CNB2005100498770A CN200510049877A CN100348316C CN 100348316 C CN100348316 C CN 100348316C CN B2005100498770 A CNB2005100498770 A CN B2005100498770A CN 200510049877 A CN200510049877 A CN 200510049877A CN 100348316 C CN100348316 C CN 100348316C
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper
alkali metal
catalyst mixed
magnesium
preparing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2005100498770A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1724157A (zh
Inventor
陶新永
张孝彬
程继鹏
祝文明
张超
涂江平
刘芙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CNB2005100498770A priority Critical patent/CN100348316C/zh
Publication of CN1724157A publication Critical patent/CN1724157A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100348316C publication Critical patent/CN100348316C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及碱金属掺杂铜催化剂及用于制备一维碳纳米材料的方法。碱金属掺杂铜催化剂由碱金属、铜及镁三种金属的氧化物组成，其摩尔比为碱金属∶铜∶镁＝(0.001～1)∶(0.1～1)∶(0.1～10)。将一定量的催化剂放入温度为500～1000℃的固定床气体连续流动反应炉中，通入乙炔、氨气和氮气，乙炔、氨气和氮气的流量比为：(50～100)∶(50～300)∶(50～300)，反应10分钟～60分钟，收集产物即为本发明产品。本发明方法简单，制备的碳纳米管及碳纳米纤维具有独特的结构，其中碳纳米管在其端部填充有铜纳米尖，碳纳米纤维为多孔分叉结构。

Description

碱金属掺杂铜催化剂及用于制备一维碳纳米材料的方法
技术领域
本发明涉及一种碱金属掺杂铜催化剂及用于制备一维碳纳米材料的方法。
背景技术
纳米碳管及纳米碳纤维是近年来发现的一种新型碳材料，是一维结构材料与纳米材料的典型代表之一。化学气相沉积法(CVD)由于其产量高，操作简单，投资少，是目前最有希望成为工业化大量生产纳米碳管及纳米碳纤维的方法，因而也已成为当前制备碳纳米材料的最流行的方法。该方法通常使用金属负载型的固体催化剂，通过在固定床上裂解有机气体如甲烷、乙炔、乙烯和丙稀，进行气固相非均相反应，最后得到纳米碳管。金属铜在合成碳纳米材料时被认为反应活性低，不能用作催化剂。
发明内容
本发明的目的是克服偏见，提供一种碱金属掺杂铜催化剂及用于制备一维碳纳米材料的方法。
本发明的碱金属掺杂铜催化剂由碱金属、铜及镁三种金属的氧化物组成，其摩尔比为：碱金属∶铜∶镁＝(0.001～1)∶(0.1～1)∶(0.1～10)。
上述的碱金属选用碱金属盐形成的碱金属氧化物，其中碱金属为锂、钠或钾，铜选用铜盐形成的铜氧化物，镁选用镁盐形成的镁氧化物。
本发明的碱金属掺杂铜催化剂采用溶胶凝胶法制备，按摩尔比取含有碱金属、铜、镁的金属盐和等同于镁的摩尔数的柠檬酸，在蒸馏水中混合溶解形成透明溶液，加热搅拌形成凝胶后置入瓷舟，在马弗炉中500～800℃加热5～60分钟，形成的粉末冷却后取出研细。
一维碳纳米材料的制备在固定床气体连续流动反应装置中进行。将一定量的催化剂放入温度为500～1000℃的固定床气体连续流动反应炉中，通入乙炔、氨气和氮气，乙炔、氨气和氮气的流量比为：(50～100)∶(50～300)∶(50～300)，反应10分钟～60分钟，收集产物即为本发明产品。
本发明首次提供了碱金属掺杂铜催化剂并用于制备一维碳纳米材料，方法简单，所得产品具有独特形貌，合成的碳纳米管端部有铜纳米尖填充，合成的碳纳米纤维具有多孔分叉结构。
附图说明
图1是本发明方法制得的有铜纳米尖填充碳纳米管的扫描电镜(SEM)照片；
图2是本发明方法制得的有分叉多孔结构碳纳米纤维的透射电镜(SEM)照片。
具体实施方式
实施例1
按摩尔比钾∶镁∶铜＝0.002∶0.1∶0.3的比例取硝酸钾、六水合硝酸镁、硝酸铜和等同于六水合硝酸镁摩尔数的柠檬酸，在蒸馏水中混合溶解形成透明溶液，加热搅拌形成凝胶后置入瓷舟，在马弗炉中500℃加热5分钟，形成的粉末冷却后取出研细。纳米碳管的制备在固定床气体连续流动反应炉上进行。当炉温升至600℃后，将0.5克催化剂放入炉中段恒温区，通入乙炔、氨气和氮气，乙炔、氨气和氮气的流量比为：50∶180∶300，反应20分钟后制得端部填充有铜纳米尖的碳纳米管，促产品重量约为1.5克。该产品的扫描电镜照片如图1所示。
实施例2
按摩尔比锂∶镁∶铜＝0.06∶0.8∶10的比例取硝酸锂、六水合硝酸镁、硝酸铜和等同于六水合硝酸镁摩尔数的柠檬酸，在蒸馏水中混合溶解形成透明溶液，加热搅拌形成凝胶后置入瓷舟，在马弗炉中500℃加热30分钟，形成的粉末冷却后取出研细。纳米碳管的制备在固定床气体连续流动反应炉上进行。当炉温升至700℃后，将0.5克催化剂放入炉中段恒温区，通入乙炔、氨气和氮气，乙炔、氨气和氮气的流量比为：80∶80∶100，反应30分钟后制得端部填充有铜纳米尖的碳纳米管，促产品重量约为1.5克。
实施例3
按摩尔比钠∶镁∶铜＝1∶1∶5的比例取醋酸钠、六水合硝酸镁、硝酸铜和等同于六水合硝酸镁摩尔数的柠檬酸，在蒸馏水中混合溶解形成透明溶液，加热搅拌形成凝胶后置入瓷舟，在马弗炉中550℃加热10分钟，形成的粉末冷却后取出研细。纳米碳管的制备在固定床气体连续流动反应炉上进行。当炉温升至900℃后，将0.5克催化剂放入炉中段恒温区，通入乙炔、氨气和氮气，乙炔、氨气和氮气的流量比为：100∶300∶50，反应60分钟后得到具有分叉多孔结构的碳纳米纤维，粗产品重量约为4克，图2是其扫描电镜照片。

Claims (2)

1.用碱金属掺杂铜催化剂制备一维碳纳米材料的方法，其特征在于将一定量的碱金属掺杂铜催化剂放入温度为500～1000℃的固定床气体连续流动反应炉中，通入乙炔、氨气和氮气，乙炔、氨气和氮气的流量比为：(50～100)∶(50～300)∶(50～300)，反应10分钟～60分钟，收集产物，上述的碱金属掺杂铜催化剂由碱金属、铜及镁三种金属的氧化物组成，其摩尔比为碱金属∶铜∶镁＝(0.001～1)∶(0.1～1)∶(0.1～10)。
2.根据权利要求1所述的用碱金属掺杂铜催化剂制备一维碳纳米材料的方法，其特征在于所说的一维碳纳米材料为具有铜尖填充的碳纳米管和多孔碳纳米纤维。
CNB2005100498770A 2005-05-30 2005-05-30 碱金属掺杂铜催化剂及用于制备一维碳纳米材料的方法 Expired - Fee Related CN100348316C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100498770A CN100348316C (zh) 2005-05-30 2005-05-30 碱金属掺杂铜催化剂及用于制备一维碳纳米材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100498770A CN100348316C (zh) 2005-05-30 2005-05-30 碱金属掺杂铜催化剂及用于制备一维碳纳米材料的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1724157A CN1724157A (zh) 2006-01-25
CN100348316C true CN100348316C (zh) 2007-11-14

Family

ID=35923865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100498770A Expired - Fee Related CN100348316C (zh) 2005-05-30 2005-05-30 碱金属掺杂铜催化剂及用于制备一维碳纳米材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100348316C (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110589763B (zh) * 2019-09-02 2023-02-10 四川普瑞思达科技服务有限公司 一种乙炔催化裂解制氢的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4450310A (en) * 1983-03-04 1984-05-22 The Standard Oil Company Conversion of methane to olefins and hydrogen
RU1833199C (en) * 1991-02-11 1993-08-07 ЕїЛБъБЧЦВ@ёЧЛМ@їЧЛїЦЧоЕВЛю Catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone and a method of its synthesis
CN1170631A (zh) * 1996-07-17 1998-01-21 厦门大学 过渡金属催化剂及用于制备均匀管径碳纳米管的方法
CN1425499A (zh) * 2001-12-11 2003-06-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种担载型贵金属催化剂及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4450310A (en) * 1983-03-04 1984-05-22 The Standard Oil Company Conversion of methane to olefins and hydrogen
RU1833199C (en) * 1991-02-11 1993-08-07 ЕїЛБъБЧЦВ@ёЧЛМ@їЧЛїЦЧоЕВЛю Catalyst for dehydrogenation of cyclohexanol to cyclohexanone and a method of its synthesis
CN1170631A (zh) * 1996-07-17 1998-01-21 厦门大学 过渡金属催化剂及用于制备均匀管径碳纳米管的方法
CN1425499A (zh) * 2001-12-11 2003-06-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种担载型贵金属催化剂及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Substrate-support interactions in metal-catalyzed carbonnanofiber growth. Randall L. Vander Wal,et al. Carbon,Vol.39 . 2001 *
Surface and catalytic properties of CuO/MgO system dopedwith K2O and Cr2O3. A.M. Ghozza.Materials Letters,Vol.57. 2003 *
分叉碳纳米管的催化生长 杨勇等.无机化学学报，第19卷第7期 2003 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN1724157A (zh) 2006-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6257767B2 (ja) アンモニア合成及びアンモニア分解のための触媒
Demirci et al. Ru-based bimetallic alloys for hydrogen generation by hydrolysis of sodium tetrahydroborate
Demirci et al. Kinetics of Ru-promoted sulphated zirconia catalysed hydrogen generation by hydrolysis of sodium tetrahydroborate
CN109967081B (zh) 一种高活性、抗积碳甲烷干气重整催化剂及其制备方法
Yang et al. Hydrogen generation by hydrolysis of ammonia borane with a nanoporous cobalt–tungsten–boron–phosphorus catalyst supported on Ni foam
CN106163658A (zh) 负载金属催化剂和使用该催化剂的氨合成法
CN100371110C (zh) 一种合成碳包覆锡纳米线的方法
Li et al. Hollow Fe/Ni–CoTe@ NCFs nanoarchitecture derived from MOF@ MOF as high-efficiency electrocatalysts for boosting oxygen evolution reaction
CN106881133A (zh) 一种用于合成氨的催化剂
CN111229280A (zh) 一种钴镍氮共掺杂碳纳米管催化剂的制备方法及其应用
Demirci et al. Aluminum chloride for accelerating hydrogen generation from sodium borohydride
CN100348316C (zh) 碱金属掺杂铜催化剂及用于制备一维碳纳米材料的方法
Mao et al. Stepwise Reduction and In Situ Loading of Core‐Shelled Pt@ Cu Nanocrystals on TiO2–NTs for Highly Active Hydrogen Evolution
WO2005072865A1 (ja) メタノール改質用の金属間化合物Ｎｉ３Ａｌ触媒とこれを用いたメタノール改質方法
CN101314129A (zh) 制备多孔碳纤维的无载体铜锌合金催化剂及其制备和使用方法
CN100490974C (zh) 用于磷化氢分解制备单质磷的新型催化剂及制备和应用
CN104583168B (zh) 7-辛烯醛的制造方法
CN112295563B (zh) 一种打破合成氨反应限制性关系的Co基催化剂及其制备方法和应用
CN1212189C (zh) 双金属氧化物催化剂及其用于制备直径可控的单壁纳米碳管的方法
CN1477057A (zh) 用于制备成束多壁纳米碳管的金属氧化物催化剂及其制备和使用方法
CN1226085C (zh) 一种金属氧化物催化剂及用于制备成束多壁纳米碳管的方法
CN1328417C (zh) 一种合成碳包覆锗纳米线的方法
CN1226092C (zh) 掺钴催化剂及用于制备成束多壁纳米碳管的方法
CN114920222B (zh) 一种高熵金属磷化物FeCoNiCrMnPx的制备方法
CN1318135C (zh) 一种制备单壁纳米碳管的金属氧化物催化剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20071114

Termination date: 20100530