一种纳米碳纤维/石墨毡复合催化材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种具有宏观尺度的纳米碳纤维/石墨毡复合催化材料及其制备方法。复合催化材料由石墨毡，以及石墨毡上原位生长的纳米碳纤维组成。制备方法包括如下步骤：将石墨毡先进行液相或气相氧化；将氧化处理得到的石墨毡浸泡在含有可溶性金属盐的水溶液中，并在空气氛中加热；然后在还原性气氛中升温至773～973K并保持1～6h，再通入反应性气体，进行纳米碳纤维在石墨毡上的原位催化生长反应。本发明的纳米碳纤维/石墨毡复合材料具有较大的密度，很高的机械强度，并具有中孔特征和很大的外表面积，外比表面积可达200m²/g以上，可用作催化剂载体，或直接作为催化剂使用，是一种新型的碳质催化材料。

主权项

1.制备纳米碳纤维/石墨毡复合催化材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将石墨毡在硝酸溶液中浸泡或煮沸0.5～24h或在573～1073K下焙烧1～6h；(2)将步骤(1)得到的石墨毡浸泡在含有可溶性金属盐的水溶液中，水溶液中加入乙醇、丙酮、异丙醇或乙二醇；可溶性金属盐包括铁、钴、镍或铜的硝酸盐、硫酸盐、盐酸盐或醋酸盐，水溶液中金属离子重量浓度为0.1％～10％；浸泡2～10h后取出晾干，然后在373～673K温度下的空气氛中加热2～10h，石墨毡上的金属盐转化为金属氧化物；(3)接着将负载有金属氧化物的石墨毡在还原性气氛H2/Ar气中升温至773～973K并保持1～6h，石墨毡上的金属氧化物被还原为金属，然后通入反应性气体，在773～973K温度下进行纳米碳纤维在石墨毡上的原位催化生长，生长时间为0.5～16h，最后得到纳米碳纤维/石墨毡复合催化材料，反应性气体选自一氧化碳、甲烷、乙烷或乙烯中的一种与氢的混合物。