甲烷在流态化催化剂床裂解生长多壁碳纳米管

摘要

在常压、823～873 K、流化床反应条件下,用自行研制的Ni0.5Mg0.5O催化剂,催化甲烷分解生长碳纳米管(CNTs),考察催化剂床层由固定床过渡到流化床状态的条件及其对制管过程的影响. 结果表明,在Φ 32 mm管式反应器及相应供热工况条件下,其流化床操作条件以管壁温度控制在约853 K、原料气CH4线速v为18～22 cm/s、空速GHSV为3×104～6×104 mL(STP)-CH4/(h·g)为宜;反应1.0 h,最高产率达10 g-CNTs/g,这相当于固定床将制管反应时间延长至4～5 h的产率水平. 所得CNTs产物经TEM、SEM、TPH、XRD和LRS等测试技术表征. 结果表明,其为多壁碳纳米管(MWCNTs),外管径在10～50 nm范围;纯化后的CNTs产物含碳量≥99.5%,石墨状碳含量≥90%.