CN115403029A - 一种单壁碳纳米管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及单壁碳纳米管加工技术领域，公开了一种单壁碳纳米管的制备方法，碳源在负载型催化剂作用下，在700‑1200℃下经气相沉积而得，负载型催化剂包括载体和金属复合氧化物，载体为单壁碳纳米管；金属复合氧化物为铁、钴、镍中任一与镁、铝、硅中任一复合氧化而得。本发明最终得到的产物里，单壁碳纳米管的纯度高，解决单壁碳纳米管产物纯度低的问题，且单壁碳纳米管作为催化剂载体的循环使用，可以降低催化剂的消耗量，降低催化剂成本，大大降低单壁碳纳米管的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及单壁碳纳米管加工技术领域，具体涉及一种单壁碳纳米管的制备方法。
背景技术
功能化纳米器件在纳米机电、生物技术以及电子信息领域均扮演着至关重要的角色。单壁碳纳米管可以视为由二维石墨烯翻卷而成的一维圆柱体纳米材料，单壁碳纳米管凭借独特的一维拓扑结构、优异的电学、光学、热学以及机械行为特性，成为了开发功能化纳米器件的热门材料之一，并已成功用于分子齿轮、生物探测器以及纳米集成逻辑电路。
单壁碳纳米管作为纳米材料中最具有潜力的材料之一，它的制备是开展其研究和应用的前提和基础。目前，单壁碳纳米管的制备方法主要有三种，即电弧放电法、激光蒸发法和化学气相沉积法。电弧放电法是最早制备碳纳米管的方法，制备流程如下：首先将反应腔体抽真空，然后冲入一定压力的惰性气体，最后对石墨电极施加一定强度的直流电制备单壁碳纳米管。在电弧防电的高温条件下，惰性气体在石墨阴极上得到电子变成离子流轰击阳极石墨棒的顶端，阳极石墨棒不断蒸发消耗，蒸汽相的碳原子在金属催化剂的作用下进行结构重排，生长成单壁碳纳米管。电弧防电法防电过程不易控制，成本高，且反应过程不连续，难以实现工业化生产。激光蒸发法是利用高能激光蒸发掺有金属催化剂的碳靶制备单壁碳纳米管。激光蒸发法的有点主要是单壁碳纳米管的晶化程度高，但是缺点在于激光蒸发设备复杂，成本昂贵，产量低，几乎没有商业化前景。化学气相沉积法是指以低碳烃类或碳氧化合物作为碳源，高温下在催化剂微粒表面发生裂解产生碳原子或团簇，然后进行结构重组生成单壁碳纳米管。化学气相沉积法制备单壁碳纳米管工艺操作简单，过程可控，且生长温度相对较低、成本低且可实现连续化生产，是目前普遍采用的方法。但是，化学气相沉积法在实际应用过程中仍存在如下问题：一、产物纯度较低，杂质率高，需要纯化后才能满足进一步应用需求；二、传统的化学气相沉积法产品得率不高。因此，亟需开发一种单壁碳纳米管纯度高、得率高的化学气相沉积工艺。
发明内容
本发明意在提供一种单壁碳纳米管的制备方法，以解决现有技术中化学气相沉积法制备单壁碳纳米管时存在的纯度低、得率低的问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种单壁碳纳米管的制备方法，碳源在负载型催化剂作用下，在700-1200℃下经气相沉积而得，负载型催化剂包括载体和金属复合氧化物，载体为单壁碳纳米管，金属复合氧化物的平均粒度＜10nm。
本方案的原理及优点是：实际应用时，本技术方案中，采用气相沉积法，碳源吸附在负载型催化剂颗粒表面，并在高温体系中被催化分解或自然分解为高活性的碳片段，产生的碳原子或活性炭物质扩散进入负载型催化剂的内部，当碳在催化剂内的浓度逐渐增大并饱和或当温度降低时，碳原子析出并在催化剂的辅助下形成固态碳帽并生产出管状结构。针对碳纳米管制备过程中杂质含量高的问题，本技术方案发明人碳源、催化剂及气相沉积条件多方面进行综合优化，在催化剂上，以单壁碳纳米管作为催化剂载体，负载复合金属催化剂，最终得到的产物里，单壁碳纳米管的粗产品纯度可达86.66％(通常使用化学气相沉积法，单壁碳纳米管的粗产物纯度就只有10-30％)，大大降低了后期纯化难度及纯化成本。此外，单壁碳纳米管作为催化剂载体可以实现循环使用，可以降低催化剂的消耗量，降低催化剂成本，进而大大降低单壁碳纳米管的生产成本。通过研究还发现，本技术方案通过对催化剂及气相沉积条件的优化，不仅能够制备出高纯度的单壁碳纳米管，而且单壁碳纳米管的得率从传统方法的10-30％提升至40-100％，产率也大大增加，具有突出的推广应用价值。
优选的，作为一种改进，金属复合氧化物与载体的质量比为5-30:70-95。
本技术方案中，金属复合氧化物与载体的质量比对负载型催化剂的催化活性有关键影响，金属复合氧化物添加量过少会导致催化活性降低，单壁碳纳米管的产率低；金属复合氧化物添加量过多会导致负载不均匀，容易导致活性金属的颗粒过大，生成太多的多壁碳纳米管，导致单壁碳纳米管的纯度和产率大大下降；上述的金属复合物与载体的添加比为经过试验验证的较优比例。
更为重要的是，以单壁碳纳米管为催化剂载体，可以显著提高负载型催化剂的比表面，催化剂的效率与比表面的大小显著相关，在相同的工艺条件下，提高催化剂的比表面，可以显著提高单壁碳纳米管的产率。
优选的，作为一种改进，金属复合氧化物与载体的质量比为25:75。
本技术方案中，在对金属复合氧化物与载体的质量比进行进一步分析发现，当两者的质量比为25:75时，催化活性更高，且制备而成的单壁碳纳米管纯度可达80％以上，得率可达65％以上。
优选的，作为一种改进，金属复合氧化物为含有铁、钴或镍的金属复合氧化物。
本技术方案中，在对金属复合氧化物的组成进行研究发现，当金属复合氧化物中含有铁、钴、镍时，相较于传统的负载镁、铝、硅等，可以显著提高单壁碳纳米管的纯度和得率。
优选的，作为一种改进，金属复合氧化物为铁、钴、镍中任一与镁、铝、硅中任一复合氧化而得。
本技术方案中，在对金属复合氧化物的组成进行研究发现，当金属复合氧化物为铁、钴、镍中任一与镁、铝、硅中任一复合时，可以使催化活性金属被分散的更为细致和均匀，进而使催化活性明显提高，相较于单独使用铁、钴、镍或者单独使用镁、铝、硅而言，单壁碳纳米管的得率和纯度提升明显，说明铁、钴、镍中任一与镁、铝、硅中任一复合氧化制备负载型催化剂具有协同加强的效果。
优选的，作为一种改进，金属复合氧化物中铁、钴或镍的摩尔比＜50％。
本技术方案中，在对金属复合氧化物的组成进行研究发现，影响催化剂活性的因素除了金属复合氧化物的元素组成外，铁、钴或镍的摩尔比同样具有关键影响，铁、钴或镍的添加量与催化活性并非是线性关系，当铁、钴或镍的摩尔比在10～50％时，催化活性与铁、钴或镍的摩尔比呈正相关关系，并在49.26％出现峰值；当铁、钴或镍的摩尔比＞50％时，催化活性与铁、钴或镍的摩尔比呈负相关关系。
优选的，作为一种改进，金属复合氧化物的平均粒度＜6nm。
本技术方案中，金属复合氧化物的粒度对催化剂的活性以及单壁碳纳米管的生长速率均有关键影响，金属复合氧化物的粒径过大会导致其在载体上分布不均，使得金属复合氧化物与载体结合强度低，在沉积时，会影响碳浓度梯度与扩散驱动力，使得在单壁碳纳米管生长时容易出现脱离现象。
优选的，作为一种改进，载体单壁碳纳米管的比表面大于800m2/g。
本技术方案中，以高比表面的单壁碳纳米管为催化剂载体，可以提高催化剂的比表面，进而提高单壁碳纳米管的收率。
优选的，作为一种改进，碳源为一氧化碳或烃类气体，且烃类气体的碳原子数量≤8。
本技术方案中，气相碳前驱体分解生成游离态的C原子或自由基，与催化剂颗粒结合形成一个亚稳合金颗粒，而后通过扩散、形核与生长转变成碳纳米管。处于中间阶段的催化剂-碳结合方式、溶解度、扩散率等决定了碳纳米管的生长动力学，包括速度、催化剂寿命、产率等。碳结合方式以及碳溶解度取决于催化剂颗粒与碳的结合能，碳原子的数量过高会影响催化剂颗粒与碳的结合能，进而影响单壁碳纳米管的生产速率。在研发过程中，也曾使用碳原子数量大于8的烃类气体作为碳源，但是单壁碳纳米管生长速度慢，多壁碳纳米管的数量会显著增加，部分甚至无法形成单壁碳纳米管结构。
附图说明
图1为本发明实施例1中单壁碳纳米管透射电镜图。
图2为本发明实施例2中单壁碳纳米管透射电镜图。
图3为本发明实施例3中单壁碳纳米管透射电镜图。
图4为本发明实施例1中单壁碳纳米管拉曼光谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。若未特别指明，下述实施方式所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段；所用的实验方法均为常规方法；所用的材料、试剂等，均可从商业途径得到。
方案总述：
一种单壁碳纳米管的制备方法，由碳源在负载型催化剂的作用下，在700-1200℃的条件下经气相沉积而得。
其中，碳源为一氧化碳或烃类气体，且烃类气体的碳原子数量≤8。
负载型催化剂包括载体和金属复合氧化物，金属复合氧化物与载体的质量比为(5-30)：(70-95)。
催化剂载体为单壁碳纳米管，且单壁碳纳米管的比表面大于800m2/g。
金属复合氧化物为铁、钴、镍其中之一与镁、铝、硅其中之一的复合氧化而成，金属复合氧化物中铁、钴或者镍的摩尔比小于50％，此处的摩尔比是指铁、钴或镍占铁、钴、镍其中之一与镁、铝、硅其中之一复合金属的摩尔比，即：铁/钴/镍的摩尔占比小于镁/铝/硅的摩尔占比；且金属复合氧化物的平均粒度＜10nm。
实施例1-实施例3为本发明的实施例，对比例1-对比例13为本发明的对比例，各实施例及对比例的差异仅在于单壁碳纳米管的碳源、催化剂及气相沉积条件等，具体设置详见表1-3。其中：金属复合氧化物中括号部分为具体举例的化学式；铁/钴/镍的摩尔占比是指铁、钴或镍占铁、钴、镍其中之一与镁、铝、硅其中之一复合金属的摩尔比，以实施例1为例，即铁占铁+镁的摩尔占比为46％。
表1
表2
表3
实验例一单壁碳纳米管透射电镜检测
透射电镜(TEM)对单壁碳纳米管的形貌和管束结构表征有着重要的用途，其呈现的图像能很好地反映单壁碳纳米管及管束形貌以及金属杂质含量的多少。对实施例1-3制备而成的单壁碳纳米管进行透射电镜检测，检测结果如图1-3所示，本技术方案成功制备出单壁碳纳米管且金属杂质含量少。
实验例二拉曼光谱检测
拉曼光谱(Raman)对于研究单壁碳纳米管的手性结构、直径分布和晶化程度有着非常重要的用途，已经成分单壁碳纳米管结构表征的一种不可或缺的手段。本技术方案对实施例1制备而成的单壁碳纳米管进行拉曼光谱检测，检测结果如图4所示，图4中横坐标为波数，纵坐标为吸收峰强度，结果表明：本技术方案单壁碳纳米管纯度高，低频区域也有强烈的单壁碳纳米管的特征峰。
实验例三单壁碳纳米管纯度和得率测定
通过透射电镜识别并统计单壁碳纳米管的纯度和得率，结果如表4所示(平均值)。从表4数据可知，实施例1-3制备而成的单壁碳纳米管的纯度及得率均在85％以上，此外，复合金属层单独以铁、钴或镍制备，同样会导致单壁碳纳米管纯度下降，且烃类气体的C原子数量、沉积条件对单壁碳纳米管的生长也都具有较大影响；对比例9及对比例10以多壁碳纳米管作为载体，其比表面积低，不能很好的分散，导致单壁碳纳米管纯度及得率非常低。此外，载体与金属复合氧化物的质量比以及单壁碳纳米管载体的比表面积都会在一定程度上影响产品的纯度和得率。
表4
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (9)
1.一种单壁碳纳米管的制备方法，其特征在于：碳源在负载型催化剂作用下，在700-1200℃下经气相沉积而得，负载型催化剂包括载体和金属复合氧化物，所述载体为单壁碳纳米管，所述金属复合氧化物的平均粒度＜10nm。
2.根据权利要求1所述的一种单壁碳纳米管的制备方法，其特征在于：所述金属复合氧化物与载体的质量比为5-30:70-95。
3.根据权利要求2所述的一种单壁碳纳米管的制备方法，其特征在于：所述金属复合氧化物与载体的质量比为25:75。
4.根据权利要求3所述的一种单壁碳纳米管的制备方法，其特征在于：所述金属复合氧化物为含有铁、钴或镍的金属复合氧化物。
5.根据权利要求4所述的一种单壁碳纳米管的制备方法，其特征在于：所述金属复合氧化物为铁、钴、镍中任一与镁、铝、硅中任一复合氧化而得。
6.根据权利要求5所述的一种单壁碳纳米管的制备方法，其特征在于：所述金属复合氧化物中铁、钴或镍的摩尔比＜50％。
7.根据权利要求6所述的一种单壁碳纳米管的制备方法，其特征在于：所述金属复合氧化物的平均粒度＜6nm。
8.根据权利要求7所述的一种单壁碳纳米管的制备方法，其特征在于：所述载体单壁碳纳米管的比表面大于800m2/g。
9.根据权利要求8所述的一种单壁碳纳米管的制备方法，其特征在于：所述碳源为一氧化碳或烃类气体，且烃类气体的碳原子数量≤8。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116789108A (zh) * | 2023-07-19 | 2023-09-22 | 烯格沃(上海)纳米技术有限公司 | 一种提高单壁碳纳米管产率的组合物及方法 |
| CN116789108B (zh) * | 2023-07-19 | 2024-05-17 | 烯格沃(上海)纳米技术有限公司 | 一种提高单壁碳纳米管产率的组合物及方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1699151A (zh) * | 2004-05-21 | 2005-11-23 | 龚平 | 一种生产碳纳米管的方法 |
| CN1724345A (zh) * | 2005-06-01 | 2006-01-25 | 浙江大学 | 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 |
| CN1740092A (zh) * | 2004-08-25 | 2006-03-01 | 龚平 | 一种制备碳纳米管的方法 |
| CN101102838A (zh) * | 2004-11-17 | 2008-01-09 | 海珀里昂催化国际有限公司 | 由单壁碳纳米管制备催化剂载体和负载催化剂的方法 |
| CN101454241A (zh) * | 2006-03-29 | 2009-06-10 | 海珀里昂催化国际有限公司 | 制备均匀单壁碳纳米管的方法 |
| US20120156124A1 (en) * | 2008-02-12 | 2012-06-21 | New Jersey Institute Of Technology | Single Wall Carbon Nanotubes By Atmospheric Chemical Vapor Deposition |
| US20150274529A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-10-01 | Lg Chem, Ltd. | Carbon nanotube having high specific surface area and method for manufacturing same |
| CN110479310A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-11-22 | 西南石油大学 | 用于选择性合成碳纳米管的负载型硫化钴催化剂的制备及应用 |
| KR102230243B1 (ko) * | 2020-11-09 | 2021-03-19 | (주)케이에이치 케미컬 | 탄소나노튜브의 제조 방법 |
| CN114212774A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-22 | 中国科学院金属研究所 | 一种无金属催化剂残留单壁碳纳米管的高效制备方法 |
-
2022
- 2022-08-31 CN CN202211055197.XA patent/CN115403029B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1699151A (zh) * | 2004-05-21 | 2005-11-23 | 龚平 | 一种生产碳纳米管的方法 |
| CN1740092A (zh) * | 2004-08-25 | 2006-03-01 | 龚平 | 一种制备碳纳米管的方法 |
| CN101102838A (zh) * | 2004-11-17 | 2008-01-09 | 海珀里昂催化国际有限公司 | 由单壁碳纳米管制备催化剂载体和负载催化剂的方法 |
| CN1724345A (zh) * | 2005-06-01 | 2006-01-25 | 浙江大学 | 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 |
| CN101454241A (zh) * | 2006-03-29 | 2009-06-10 | 海珀里昂催化国际有限公司 | 制备均匀单壁碳纳米管的方法 |
| US20120156124A1 (en) * | 2008-02-12 | 2012-06-21 | New Jersey Institute Of Technology | Single Wall Carbon Nanotubes By Atmospheric Chemical Vapor Deposition |
| US20150274529A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-10-01 | Lg Chem, Ltd. | Carbon nanotube having high specific surface area and method for manufacturing same |
| CN110479310A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-11-22 | 西南石油大学 | 用于选择性合成碳纳米管的负载型硫化钴催化剂的制备及应用 |
| KR102230243B1 (ko) * | 2020-11-09 | 2021-03-19 | (주)케이에이치 케미컬 | 탄소나노튜브의 제조 방법 |
| CN114212774A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-22 | 中国科学院金属研究所 | 一种无金属催化剂残留单壁碳纳米管的高效制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| MEIHUI LI等: "Metallic Catalysts for Structure-Controlled Growth of Single-Walled Carbon Nanotubes", TOPICS IN CURRENT CHEMISTRY, vol. 375, pages 48 - 43 * |
| 王敏;魏晗兴;徐耿;宋启军;金赫华;李清文: "钴/氧化镁催化体系升温速率对单壁碳纳米管管径的调节作用", 材料导报, vol. 26, no. 020, pages 69 - 72 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116789108A (zh) * | 2023-07-19 | 2023-09-22 | 烯格沃(上海)纳米技术有限公司 | 一种提高单壁碳纳米管产率的组合物及方法 |
| CN116789108B (zh) * | 2023-07-19 | 2024-05-17 | 烯格沃(上海)纳米技术有限公司 | 一种提高单壁碳纳米管产率的组合物及方法 |
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