一种在颗粒内表面制备碳纳米管阵列的方法

摘要

一种在颗粒内表面制备碳纳米管阵列的方法，属于新型材料及其制备技术领域。该方法将活性金属组分负载于颗粒内表面上，还原或热分解后获得含有金属纳米颗粒的负载型颗粒内表面；然后进行化学气相沉积，在颗粒内表面之间生长出碳纳米管阵列。通过物理或者化学分离，将碳纳米管阵列与颗粒分离，获得高纯度碳纳米管阵列。其中，过程中控制反应速度及操作条件，维持反应器床层密度10-1000千克/立方米，碳纳米管/颗粒处于流动/流化状态。该方法操作简单易行，实现了碳纳米管阵列的大批量生产，推进了其工业化应用。

主权项

一种在颗粒内表面制备碳纳米管阵列的方法，其特征在于该方法包括下列步骤：1)采用含曲率半径不小于500nm的内表面的颗粒作为催化剂的载体，将催化剂的活性组分负载到载体颗粒的内表面制成催化剂，然后放在催化剂活化反应器内；2)在还原温度为500‑900℃下向催化剂活化反应器内通入氢气与载气的混合气体，对催化剂进行还原，还原空速为0.3‑3小时‑1，氢气与载气的体积比为1∶0～20；所述的载气采用氮气、氩气或它们的混合气体；3)将催化剂输送至碳纳米管阵列生长反应器中，在反应温度为500‑900℃下，通入碳源气体、氢气和载气的混合气体，气速为0.005‑2米/秒，氢气∶碳源气体∶载气的体积比为0‑1∶1∶0.1‑30，反应过程的空速为5‑10000小时‑1，气体的空塔流速为0.008‑2米/秒，反应器内的床层密度保持在10‑1000千克/立方米；4)将生长后获得的产物输送到产物提纯装置，获得高纯度的碳纳米管阵列。