[发明专利]一种碳纳米管/泡沫碳化硅催化复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米管/泡沫碳化硅催化复合材料，其特征在于：碳纳米管均匀负载在载有Fe-Mg-Al复合催化剂的泡沫碳化硅载体的表面，并将其表面覆盖，所述碳纳米管相互缠绕成网状结构。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管/泡沫碳化硅催化复合材料，其特征在于：所述碳纳米管的负载量为材料总质量的0.6～10％，Fe-Mg-Al复合催化剂的负载量为材料总质量的1～10％；碳纳米管平均长度为1～200μm，平均直径为20～40nm。

3.根据权利要求1所述的碳纳米管/泡沫碳化硅催化复合材料，其特征在于：所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的一种。

4.如权利要求1-3任一所述碳纳米管/泡沫碳化硅催化复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对泡沫碳化硅进行预处理；

(2)采用共沉淀法对预处理后的泡沫碳化硅加载Fe-Mg-Al复合催化剂；

(3)采用化学气相沉积的方法，使载有催化剂的泡沫碳化硅表面原位生长出碳纳米管；

步骤(3)的工艺过程：取载有催化剂的泡沫碳化硅放入管式炉中，通入氩气或氮气作载气，炉温升至650～750℃后，通入氢气还原5～30min；再通入乙烯，在载有催化剂的泡沫碳化硅表面催化生长碳纳米管；然后迅速关闭氢气和乙烯，保持载气流量不变，降至室温后取出就制得了碳纳米管/泡沫碳化硅催化复合材料；乙烯通入速率为20～300ml/min，生长时间为5～60min。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：对泡沫碳化硅进行预处理的工艺过程：将泡沫碳化硅先后分别放入丙酮、乙醇溶液中，各超声清洗20～60min；再放入去离子水中清洗，去除泡沫碳化硅表面的杂质；然后在70～100℃下干燥16～24h，收集得到预处理的泡沫碳化硅载体。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：泡沫碳化硅表面加载催化剂的工艺过程：

(a)将硝酸铁、硝酸镁、硝酸铝、尿素和去离子水放入三口烧瓶中，搅拌成溶液；

(b)将步骤(1)中预处理的泡沫碳化硅载体放入上述三口烧瓶中的溶液；其中，硝酸铁、硝酸镁、硝酸铝、尿素、去离子水和泡沫碳化硅的重量比例为(0.2～6)∶(0.1～15)∶(2～12)∶(10～100)∶(150～500)∶(1～40)；

(c)将(b)中三口烧瓶放入油浴锅中，以20～50rpm的转速进行搅拌，90～120℃恒温回流反应2～12h，然后停止搅拌，再将温度调至100℃，恒温4～20h；

(d)降至室温后，取出反应后的泡沫碳化硅，放入烘箱中于70～100℃下恒温干燥12～20h，得到载有催化剂的泡沫碳化硅。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的管式炉为水平式管式炉。