直接连续制备超短碳纳米管的方法

摘要

一种直接连续制备超短碳纳米管的方法，用于纳米材料技术领域。本发明使用过渡金属有机物作为催化剂，醇作为碳源和溶剂，单相硫或含该元素的有机化合物作为生长促进剂，以惰性气体为保护气体及载气把碳源和催化剂快速带入高温区，在高温反应区金属有机物分解出的金属原子在高温区团聚形成纳米金属颗粒，醇在高温和过渡金属粒子的催化作用下分解出碳形成碳纳米管，同时由于醇和金属有机物都可以连续供给，而生成的碳纳米管可以直接在收集器中收集，从而实现连续化合成超短的碳纳米管。本发明原料简单易得，成本低廉，对环境无污染；采用惰性气体保护，无明显易燃危险原料，适于商业化生产；产物易于处理，收率高，可以连续化操作，适于大量生产。

主权项

1.一种直接连续制备超短碳纳米管的方法，其特征在于，使用过渡金属有机物为催化剂、醇作为碳源和溶剂，以噻吩作为生长促进剂，以惰性气体为保护气体及载气把碳源、催化剂和生长促进剂快速带入高温区，在高温反应区过渡金属有机物分解出的金属原子在高温区团聚形成纳米金属颗粒，醇在高温和过渡金属粒子的催化作用下分解出碳形成碳纳米管，同时由于醇和过渡金属有机物都可以连续供给，而生成的碳纳米管直接在收集器中收集，从而实现连续化合成超短的碳纳米管；包括以下步骤：(1)反应在卧式的石英管反应器中进行，通入惰性气体，升温到反应温度，反应温度1000-1200℃；(2)由电子蠕动泵通入溶解有催化剂和添加了生长促进剂的醇溶液，调节载气流量，快速携带催化剂及碳源进入反应区，所述的催化剂，其浓度为1g/100ml-3g/100ml，通入速率为20-100ml/h，调节载气流量调节到80-160l/h，所述的噻吩，其浓度为3-10％；(3)反应持续进行，反应物通过石英管出口处的收集器收集，收集到的产物用硝酸回流，以除去其中催化剂颗粒以及无定形碳杂质。