[发明专利]用于合成多壁碳纳米管的负载型催化剂及其制备方法、以及多壁碳纳米管及其制备方法

权利要求书

1.一种用于合成多壁碳纳米管的负载型催化剂，包括载体以及含有负载于所述载体上的Fe、Co、和Mn的金属催化剂，其中所述金属催化剂以根据以下等式（1）的摩尔比包括Fe、Co、和Mn：

Fe:Co:Mn=1:x:y    (1)，

其中x和y为摩尔比，并且2.0≤x≤4.0和0.01≤y≤5.0。

2.一种用于合成多壁碳纳米管的负载型催化剂，包括载体以及含有负载于所述载体上的Fe、Co、Mn、和Mo的金属催化剂，其中所述金属催化剂以根据以下等式（2）的摩尔比包括Fe、Co、Mn、和Mo：

Fe:Co:Mn:Mo=1:x:y:z    (2)，

其中x、y和z为摩尔比，并且2.0≤x≤4.0，0.01≤y≤5.0和0≤z≤2.0。

3.根据权利要求1所述的负载型催化剂，其中所述金属催化剂是Fe、Co和Mn的水合物，并且所述载体包括Al₂O₃、MgO、SiO₂、或者它们的组合。

4.根据权利要求2所述的负载型催化剂，其中所述金属催化剂是Fe、Co、和Mn的水合物，并且所述载体包括Al₂O₃、MgO、SiO₂、或者它们的组合。

5.一种用于合成多壁碳纳米管的负载型催化剂，包括载体以及含有负载于所述载体上的Fe、Co、Mn、Mo、和V的金属催化剂，其中所述金属催化剂以根据以下等式（3）的摩尔比包括Fe、Co、Mn、Mo、和V：

(Fe,Co,Mn)_x(Mo,V)_y(Al₂O₃,MgO,SiO₂)_z  (3)，

其中x、y和z为摩尔比，并且1≤x≤10，0≤y≤5，和1≤z≤20；其中(Fe,Co,Mn)包括选自Fe、Co、和Mn的至少一种催化剂；(Mo,V)包括选自Mo和V的至少一种催化剂；并且(Al₂O₃,MgO,SiO₂)包括选自Al₂O₃、MgO、和SiO₂的至少一种载体材料。

6.根据权利要求1所述的负载型催化剂，其中所述负载型催化剂具有平均直径为20至100μm并且平整度为0至0.2的固体球形结构。

7.根据权利要求2所述的负载型催化剂，其中所述负载型催化剂具有平均直径为20至100μm并且平整度为0至0.2的固体球形结构。

8.根据权利要求5所述的负载型催化剂，其中所述负载型催化剂具有平均直径为20至100μm并且平整度为0至0.2的固体球形结构。

9.一种制备用于合成多壁碳纳米管的负载型催化剂的方法，包括以下步骤：

通过将包括Fe、Co、和Mn的金属催化剂溶解在溶剂中来制备金属催化剂的水溶液；

通过将氧化铝、氧化镁、二氧化硅、或它们的组合溶解在溶剂中来制备载体材料的水溶液；

混合所述金属催化剂的所述水溶液和所述载体材料的所述水溶液；以及

在100至800°C的温度下在常压下加热所述混合物持续10至40分钟。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述溶剂是水、醇、或它们的组合；并且进一步包括柠檬酸，作为所述载体材料的水溶液中的活化剂。

11.一种制备用于合成多壁碳纳米管的负载型催化剂的方法，包括以下步骤：

通过将包含Fe、Co、Mn、和Mo的金属催化剂溶解在溶剂中来制备金属催化剂的水溶液；

通过将氧化铝、氧化镁、二氧化硅、或它们的组合溶解在溶剂中来制备载体材料的水溶液；

混合所述金属催化剂的所述水溶液和所述载体材料的所述水溶液；以及

在100至800°C的温度下在常压下加热所述混合物持续10至40分钟。