一种以卤虫卵壳作为碳源低温下制备碳纳米管的方法

摘要

一种以卤虫卵壳作为碳源低温下制备碳纳米管的方法，其主要是采用卤虫卵壳为碳源，金属镍盐为催化剂，氢氧化钾为沉淀剂，在600～900℃的条件下催化合成镍掺杂石墨化碳材料；再将所得到的镍掺杂石墨化碳材料按一定的质量比与氢氧化钾混合，在600～900℃下煅烧得到碳纳米管。本发明的显著特点在于使用生物质碳源在常压低温条件下合成了空心碳纳米管，且具有原料的价格低廉、设备简单、重复性好、易于实现低成本工业化生产等诸多优点。该方法所制得的碳纳米管具有高石墨化程度，导电性好等优势，在超级电容器、锂离子电池电极材料和催化剂载体等方面具有很高的应用前景。

主权项

一种以卤虫卵壳作为碳源低温下制备碳纳米管的方法，其特征在于：(1)将卤虫卵壳清洗干净，120℃烘干，球磨6小时后，依次用3mol/L盐酸及去离子水清洗至pH＝7，最后烘干；(2)将乙酸镍溶于去离子水中，使其浓度为0.024～0.1mol/L；(3)将步骤(1)中处理好的卤虫卵壳加到步骤(2)制得的乙酸镍溶液中，其中卤虫卵壳与乙酸镍的质量比R＝1:1～4:1，充分搅拌均匀，使得催化剂溶液中金属离子均匀分布在卵壳碳表面；(4)向步骤(3)的产物加入氢氧化钾，保持步骤(3)的卵壳与氢氧化钾的质量比为R＝1:1～1:4，在60～80℃搅拌均匀至糊状；(5)将步骤(4)中所得混合物放入管式炉中,在高纯氩气保护下以1～10℃/分钟的速度升温至600～900℃进行煅烧，保温1～5小时；(6)将步骤(5)中所得混合物与氢氧化钾研磨混合均匀，保持混合物与氢氧化钾的质量比值为R＝1:1～1:4，所得上述固体混合物在高纯氩气保护下，以1～10℃/分钟的速度升温至600～900℃进行煅烧，保温1～5小时，待样品烧结完成后取出产物；(7)将步骤(6)获得的产物先后用3mol/L盐酸及去离子水清洗至pH＝7，过滤、烘干，即得石墨化程度高的碳纳米管。