助剂铬对Ni/MgO催化剂CVD法制备碳纳米管的促进作用

摘要

采用溶胶-凝胶法制备了助剂Cr改性的Ni/MgO催化剂,用化学气相沉积(CVD)法在600 ℃下裂解甲烷生长碳纳米管,研究了助剂Cr的引入对催化剂微结构和制备碳纳米管性能的影响.催化剂样品用XRD,TPR和CO-TPD进行了分析,制备的碳纳米管用TEM和XRD进行了表征.实验结果表明,NiO和MgO之间存在着强相互作用而形成固溶体,Ni/MgO催化剂经氢气处理后其中的镍氧化物只有极少部分被还原成为镍.助剂铬的引入明显促进了镍的还原,使得催化剂表面的Ni活性中心数增多,从而使催化剂的活性和性能得到了明显的改进.在加入助剂后碳纳米管的产率明显增加,当Cr质量分数为8%时,碳纳米管的产量为未加助剂时产量的5倍,碳纳米管和催化剂的质量比达到19.28.当Cr含量进一步增加时,Ni在催剂表面聚集形成大颗粒,制备出的产品中含有大量的碳纳米纤维和无定形碳.以8%Cr-Ni/MgO催化剂合成的碳纳米管具有比较高的产率且质量较好.