纳米碳纤维的制备方法和设备转让专利
申请号 : CN201110383978.7
文献号 : CN102502591B
文献日 : 2013-09-04
发明人 : 粱奇 , 梅佳 , 时浩 , 吕雪 , 孔东亮
申请人 : 深圳市贝特瑞纳米科技有限公司
摘要 :
本发明公开了一种纳米碳纤维的制备方法和设备，要解决的技术问题是：提高碳纤维的产率。本发明的制备方法：将竖直设立的管状反应腔内加热，从炉体的上方充入气体1和催化剂，从炉体的下方通入气体2，得到纳米碳纤维，气体1为碳源气体和载气，气体2为氮气或氢气。本发明的制备设备，为竖直的管状密闭反应腔，反应腔上部设有第一进气管和催化剂进入管，反应腔下部设有第二进气管，反应腔外周围设有加热电阻丝。本发明与现有技术相比，采用竖直设立的管状密闭反应腔，上下异向导入气体方式，在流体的作用下，使得碳源和催化剂充分反应、沉积，在反应腔不用做的很大的情况下，实现气相沉积纳米碳纤维产率的提升，促进纳米碳纤维生产的产业化。
权利要求 :
1.一种纳米碳纤维的制备方法，包括以下步骤：一、将竖直设立的管状密闭反应腔内加热至≥700至≤1200℃；二、同时从炉体的上方充入气体1和催化剂，从炉体的下方通入3
气体2，时间为1-120min，得到纳米碳纤维；催化剂流量为固体1-100g/s·m，或液体或气体3
1-100g/min·m，为化合物I、化合物II和化合物III，化合物I是Fe的化合物、Co的化合物和Ni的化合物中的一种以上，化合物II是含有化学元素周期表IA、IIA、IIIA、IVA中的一种以上金属元素的化合物，化合物III是除Fe、Co和Ni以外化学元素周期表IB、IIB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB和VIII中的一种以上元素的化合物；化合物I的元素与化合物II和化合物III的元素的原子摩尔比为0.9-5∶1；气体1为碳源气体和载气的混合气体，碳源气3
体和载气的体积比为≥2至≤3∶1，流量为1-100ml/s·m，碳源气体是甲烷、乙烷、丙烷、丁烯、甲苯、异丁烯、丁二烯、二甲苯、环己烷、甲醛、乙醛、丙酮和苯的一种以上，天然气，液化石油气，挥发性的油或煤油，载气为氮气或氩气；气体2为氮气或氢气，流量为1-100ml/3
s·m。
2.根据权利要求1所述的纳米碳纤维的制备方法，其特征在于：将纳米碳纤维在氮气3
或氩气气氛中，流量为1-100ml/s·m，在2000-3500℃热处理0.1-24h，炉内自然降温至室温。
3.根据权利要求1所述的纳米碳纤维的制备方法，其特征在于：将纳米碳纤维在氮气3
或氩气气氛中，流量为1-100ml/s·m，在750-1600℃热处理0.1-20h，再在2000-3500℃热处理0.1-24h。
4.根据权利要求1、2或3所述的纳米碳纤维的制备方法，其特征在于：将竖直设立的管状密闭反应腔内的加热区加热。
5.根据权利要求4所述的纳米碳纤维的制备方法，其特征在于：将加热区加热至
1100℃。
6.根据权利要求1所述的纳米碳纤维的制备方法，其特征在于：所述同时从炉体的上方充入气体1和催化剂，从炉体的下方通入气体2，时间为20min。
7.根据权利要求1所述的纳米碳纤维的制备方法，其特征在于：所述催化剂形态为液态、粉体或固态物质的悬浊液。
8.根据权利要求1所述的纳米碳纤维的制备方法，其特征在于：所述化合物II是Si、Mg、Al和Ca中的一种以上金属元素的化合物。
9.根据权利要求1所述的纳米碳纤维的制备方法，其特征在于：所述碳源气体是甲烷、乙烷、乙烯、天然气、甲苯和苯的一种以上。
10.根据权利要求9所述的纳米碳纤维的制备方法，其特征在于：所述碳源气体是甲烷、乙烯和甲苯的一种以上。
11.根据权利要求1所述的纳米碳纤维的制备方法，其特征在于：所述催化剂的聚集状态为粉体时，化合物II的元素与化合物I的元素原子摩尔比＜1.5∶1。
12.根据权利要求11所述的纳米碳纤维的制备方法，其特征在于：所述化合物II的元素与化合物I的元素原子摩尔比为1∶1。
13.根据权利要求1所述的纳米碳纤维的制备方法，其特征在于：所述催化剂的通入方式采用喷淋、喷入和/或蠕动的方式。
14.根据权利要求13所述的纳米碳纤维的制备方法，其特征在于：所述通入方式采用蠕动注入加喷雾的方式。
15.一种纳米碳纤维的制备设备，设有炉体，其特征在于：所述炉体为竖直的管状密闭反应腔(1)，直径与高度比为1∶5-100，反应腔(1)上部设有第一进气管(2)和催化剂进入管(3)，催化剂进入管(3)上串接有蠕动泵和超声波雾化器(4)，反应腔(1)下部设有第二进气管(5)，反应腔(1)外周围设有加热电阻丝(6)，在反应腔（1）底部设有收集纳米碳纤维的装置（7），收集纳米碳纤维的装置（7）上部设有废气排出管（8）。
说明书 :
纳米碳纤维的制备方法和设备
技术领域
[0001] 本发明涉及一种纳米碳纤维的制备方法和设备，特别是一种可用做锂离子电池导电剂的纳米碳纤维的制备方法和设备。
背景技术
[0002] 采用气相沉积的方法制备碳纤维，其关键在于碳源沉积的方式，这对于碳纤维的产率和直径分布有着很重要的关系。关于气相制备碳纤维，从1980年代后半期人们开始进行了各种研究，提出了涉及催化剂的各种方案，包括溶胶-凝胶、共沉淀等催化剂制备方法。在沉积方式上也提出了水平和垂直的沉积方式。
[0003] 例如，专利文献1：特公开2003-205239号公报中，公开了通过共沉淀方法得到的、含有具有由铁或铁和钼构成的原纤维形成催化剂性质的金属，用氧化镁或氧化铝催化剂，利用该催化剂，可得到使催化剂金属的不纯度水平为1.1wt％以下、催化剂载体的不纯度水平5wt％以下的碳纤维。
[0004] 在专利文献2：美国专利5707916号公报中，公开了含有Fe和选自V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Te和Re中的至少一种元素的催化剂，其采用的制备方法为浸渍法。
[0005] 在专利文献3：国际公开报WO2006/50903中，公开了利用共沉淀法制备碳纳米纤维用催化剂的方法，将由Mn、Co和Mo的组合，Mn和Co的组合构成的金属负载于氧化铝、氧化镁上而成的催化剂。另外，在专利文献4：美国专利6518218号公报中，公开了含有由镍、铬、钼和铁的组合，或钴、铱、镍和铜的组合构成的金属催化剂。
[0006] 在专利文献5：特公开2001-80913号公报中，公开了通过流动气相法得到的碳以外元素浓度为0.3～0.7wt％、过渡金属元素的浓度为0.1～0.2wt％的纤维。在专利文献6：中国专利公开号CN 101563487A中，同样公开了共沉淀法制备的催化剂及其碳纤维。
[0007] 在专利文献7：中国专利公开号CN101018897A中，公开了一种碳纤维的制备方法，采用垂直式的沉积方式，将碳源和催化剂一起通入垂直式的反应腔中，得到了纳米碳纤维。
[0008] 现有技术制备催化剂及用得到的催化剂制备碳纤维，无论是水平还是垂直沉积方式，由于反应腔的限制，其产率和产量无法做到很高，要想实现产业化，只有将反应腔做的很大，使得碳源与催化剂充分反应、沉积，但是又不经济。
发明内容
[0009] 本发明的目的是提供一种纳米碳纤维的制备方法和设备，要解决的技术问题是提高碳纤维的产率，降低成本。
[0010] 本发明采用以下技术方案：一种纳米碳纤维的制备方法，包括以下步骤：一、将竖直设立的管状密闭反应腔内加热至≥700至≤1200℃；二、同时从炉体的上方充入气体1和催化剂，从炉体的下方通入气体2，时间为1-120min，得到纳米碳纤维；催化剂流量为固体3 3
1-100g/s.M，或液体或气体1-100g/min.M，为化合物I、化合物II和化合物III，化合物I是Fe的化合物、Co的化合物和Ni的化合物中的一种以上，化合物II是含有化学元素周期表I A、II A、III A、IV A中的一种以上金属元素的化合物，化合物III是除Fe、Co和Ni以外化学元素周期表I B、II B、III B、IV B、V B、VI B、VII B和VIII中的一种以上元素的化合物；化合物I的元素与化合物II和化合物III的元素的原子摩尔比为0.9-5∶1；
气体1为碳源气体和载气的混合气体，碳源气体和载气的体积比为≥2至≤3∶1，流量为
3
1-100mL/s.M，碳源气体是甲烷、乙烷、丙烷、丁烯、甲苯、异丁烯、丁二烯、二甲苯、环己烷、甲醛、乙醛、丙酮和苯的一种以上，天然气，液化石油气，挥发性的油或煤油，载气为氮气或
3
氩气；气体2为氮气或氢气，流量为1-100mL/s.M。
1-100g/s.M，或液体或气体1-100g/min.M，为化合物I、化合物II和化合物III，化合物I是Fe的化合物、Co的化合物和Ni的化合物中的一种以上，化合物II是含有化学元素周期表I A、II A、III A、IV A中的一种以上金属元素的化合物，化合物III是除Fe、Co和Ni以外化学元素周期表I B、II B、III B、IV B、V B、VI B、VII B和VIII中的一种以上元素的化合物；化合物I的元素与化合物II和化合物III的元素的原子摩尔比为0.9-5∶1；
气体1为碳源气体和载气的混合气体，碳源气体和载气的体积比为≥2至≤3∶1，流量为
3
1-100mL/s.M，碳源气体是甲烷、乙烷、丙烷、丁烯、甲苯、异丁烯、丁二烯、二甲苯、环己烷、甲醛、乙醛、丙酮和苯的一种以上，天然气，液化石油气，挥发性的油或煤油，载气为氮气或
3
氩气；气体2为氮气或氢气，流量为1-100mL/s.M。
[0011] 本发明将纳米碳纤维在氮气或氩气气氛中，流量为1-100mL/s.M3，在2000-3500℃热处理0.1-24h，炉内自然降温至室温。
[0012] 本发明将纳米碳纤维在氮气或氩气气氛中，流量为1-100mL/s.M3，在750-1600℃热处理0.1-20h，再在2000-3500℃热处理0.1-24h。
[0013] 本发明将竖直设立的管状密闭反应腔内的加热区加热。
[0014] 本发明将加热区加热至1100℃。
[0015] 本发明同时从炉体的上方充入气体1和催化剂，从炉体的下方通入气体2，时间为20min。
[0016] 本发明的催化剂形态为液态、粉体或固态物质的悬浊液。
[0017] 本发明的化合物II是Si、Mg、Al和Ca中的一种以上金属元素的化合物。
[0018] 本发明的碳源气体是甲烷、乙烷、乙烯、天然气、甲苯和苯的一种以上。
[0019] 本发明的碳源气体是甲烷、乙烯和甲苯的一种以上。
[0020] 本发明的催化剂的聚集状态为粉体时，化合物II的元素与化合物I的元素原子摩尔比＜1.5∶1。
[0021] 本发明的化合物II的元素与化合物I的元素原子摩尔比为1∶1。
[0022] 本发明的催化剂的通入方式采用喷淋、喷入和/或蠕动的方式。
[0023] 本发明的通入方式采用蠕动注入加喷雾的方式。
[0024] 一种纳米碳纤维的制备设备，设有炉体，所述炉体为竖直的管状密闭反应腔，直径与高度比为1∶5-100，反应腔上部设有第一进气管和催化剂进入管，催化剂进入管上串接有蠕动泵和超声波雾化器，反应腔下部设有第二进气管，反应腔外周围设有加热电阻丝。
[0025] 本发明与现有技术相比，采用竖直设立的管状密闭反应腔，上下异向导入气体方式，在流体的作用下，使得碳源和催化剂充分反应、沉积，在反应腔不用做的很大的情况下，实现气相沉积纳米碳纤维产率的提升，促进纳米碳纤维生产的产业化。
附图说明
[0026] 图1是实施例1制备得到的纳米碳纤维的扫描电镜图片。
[0027] 图2是本发明的纳米碳纤维的制备设备结构示意图。
具体实施方式
[0028] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。本发明的纳米碳纤维的制备方法，通过垂直异向气体导入的方式，使催化剂或催化剂前驱体与碳源在反应腔内的加热区中接触而制备纳米碳纤维，包括以下步骤：
[0029] 一、将炉体竖直设立的管状密闭反应腔内中部的加热区，加热至≥700至≤1200℃，优选为1100℃。管状密闭反应腔采用耐高温的材料刚玉管，加热区位于反应腔中部。
[0030] 二、同时从炉体的上方充入气体1和混合物，从炉体的下方通入气体2，时间为1-120min，最佳为20min。
[0031] 混合物为催化剂，形态为液态、粉体或固态物质的悬浊液。按催化剂物质计流量为3 3
固体1-100g/s.M，或液体或气体1-100g/min.M。催化剂是化合物I、化合物II和化合物III。化合物I是Fe的化合物、Co的化合物和Ni的化合物中的一种以上。化合物II是含有化学元素周期表I A、II A、III A、IV A中的一种以上金属元素的化合物，优选为Si、Mg、Al和Ca中的一种以上金属元素的化合物。化合物III是含有除Fe、Co和Ni以外化学元素周期表I B、II B、III B、IV B、V B、VI B、VII B和VIII中的一种以上元素的化合物。化合物I的元素与化合物II和化合物III的元素的原子摩尔比为0.9-5∶1。
固体1-100g/s.M，或液体或气体1-100g/min.M。催化剂是化合物I、化合物II和化合物III。化合物I是Fe的化合物、Co的化合物和Ni的化合物中的一种以上。化合物II是含有化学元素周期表I A、II A、III A、IV A中的一种以上金属元素的化合物，优选为Si、Mg、Al和Ca中的一种以上金属元素的化合物。化合物III是含有除Fe、Co和Ni以外化学元素周期表I B、II B、III B、IV B、V B、VI B、VII B和VIII中的一种以上元素的化合物。化合物I的元素与化合物II和化合物III的元素的原子摩尔比为0.9-5∶1。
[0032] 催化剂原料的聚集状态除粉体外，可以溶解在能溶解其的溶剂中而呈液态。
[0033] 在催化剂的组分中，化合物II的元为载体元素，在催化剂的聚集状态为粉体时，其与化合物I的元素的原子摩尔比＜1.5∶1，优选为1∶1。制备催化剂的方法用现有技术的共沉淀法，通过对溶解有催化剂化合物的溶液进行沉淀反应，使其中的催化剂共同沉淀出来，然后过滤、烘干和烧结得到催化剂粉体。
[0034] 催化剂的通入方式采用喷淋、喷入和/或蠕动的方式，优选的通入方式采用蠕动泵蠕动注入加喷雾的方式。
[0035] 气体1为碳源气体和载气的混合气体，碳源气体和载气的体积比为≥2至3
≤3∶1，流量为1-100mL/s.M。碳源气体是甲烷、乙烷、丙烷、丁烯、甲苯、异丁烯、丁二烯、二甲苯、环己烷、甲醛、乙醛、丙酮和苯的一种以上，也可以使用天然气、液化石油气、挥发性的油、煤油作为碳源，优选甲烷、乙烷、乙烯、天然气、甲苯和苯的一种以上，进一步优选甲烷、乙烯和甲苯的一种以上。载气为氮气或氩气。
≤3∶1，流量为1-100mL/s.M。碳源气体是甲烷、乙烷、丙烷、丁烯、甲苯、异丁烯、丁二烯、二甲苯、环己烷、甲醛、乙醛、丙酮和苯的一种以上，也可以使用天然气、液化石油气、挥发性的油、煤油作为碳源，优选甲烷、乙烷、乙烯、天然气、甲苯和苯的一种以上，进一步优选甲烷、乙烯和甲苯的一种以上。载气为氮气或氩气。
[0036] 气体2为无氧化性气体，氮气或氢气，流量为1-100mL/s.M3。
[0037] 充入的碳源气体在反应腔内热分解后，以催化剂为核心，生长成纳米碳纤维，得到纳米碳纤维。
[0038] 三、从管状炉体底部的集料器中收集纳米碳纤维后，直接放入石墨化炉内，氮气或氩气气氛中，流量为1-100mL/s.M3，在2000-3500℃热处理0.1-24h，炉内自然降温至室温。热处理过程可以在2000-3500℃一次进行，也可以分两个阶段进行，氮气或氩气气氛中，流
3
量为1-100mL/s.M，第一阶段直接在750-1600℃热处理0.1-20h，氮气或氩气气氛中，流量
3
为1-100mL/s.M，第二阶段直接在2000-3500℃热处理0.1-20h。
3
量为1-100mL/s.M，第一阶段直接在750-1600℃热处理0.1-20h，氮气或氩气气氛中，流量
3
为1-100mL/s.M，第二阶段直接在2000-3500℃热处理0.1-20h。
[0039] 本发明的方法制备的纳米碳纤维，用日立公司的S-4800场发射扫描电镜检测，纳米碳纤维平均外径大于100nm，形状为管状。
[0040] 本发明的方法制备的纳米碳纤维具有高的导电性、导热性，用做导电添加剂，用于超级电容器、锂离子电池、聚合物、防静电涂层，提高材料的导电、导热性能。以锂离子电池为例，在电极材料中添加有1％的本发明方法制备的纳米碳纤维，与添加3％导电炭黑的作用相当。
[0041] 导电性测试，将本发明方法制备的纳米碳纤维和现有技术的炭黑SP作为导电剂进行对比，将导电剂与磷酸铁锂混合，N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，聚偏氟乙烯(PVDF)做粘结剂，制作锂离子电池正极，质量比为导电剂∶磷酸铁锂∶PVDF∶NMP＝5∶90∶5∶100，将上述材料混合搅拌成浆料，涂布在铝箔上，在100℃下烘干8h。用金属锂片作负极，电解液组成为LiPF6溶解在碳酸乙烯酯EC、碳酸二甲酯DMC、碳酸二乙酯DEC中，体积比为1；1；1，摩尔浓度为1mol/L，隔膜为日本宇部的20um厚、60mm宽的隔膜，组装成CR2032型扣式电池(电压3V，直径20mm，厚度3.2mm)，在10C倍率下进行充放电测试，循环10周测的放电容量，测试设备为深圳市新威尔电子有限公司的BTS-5V3A电池检测设备。
[0042] 反应结束，收集好集料器中的纳米碳纤维，称得重量，其与所用粉体催化剂重量的比值即为产率，液体催化剂以其中含有金属元素化合物的溶质的重量为计算值，产率＝(纳米碳纤维/催化剂重量)×100％。
[0043] 如图2所示，本发明的纳米碳纤维的制备设备，设有竖直的管状密闭反应腔1，直径与高度比为1∶5-100，管状密闭反应腔1采用耐高温的材料刚玉管。反应腔1上部设有第一进气管2、催化剂进入管3，催化剂进入管3上串接有蠕动泵和超声波雾化器4，反应腔1下部设有第二进气管5，反应腔1外周围设有加热电阻丝6，用来加热密闭反应腔内的加热区，使其温度为≥700至≤1200℃，优选为1100℃，在反应腔1底部设有收集纳米碳纤维的装置7，收集纳米碳纤维的装置7上部设有废气排出管8。第二进气管5为反吹气流，可以起到延缓催化剂下落的趋势，延长反应时间，使得反应更充分。
[0044] 实施例1，共沉淀法制备催化剂，制备纳米碳纤维，
[0045] 在5L去离子水中 溶解4.36kg Co(NO3)2·6H2O，在 5L去离子水中溶 解1.84kgMn(NO3)2·4H2O，制备得到两种溶液。在室温下混合两种溶液并搅拌均匀得到混合溶液。将混合溶液与3.5L水溶剂中含有4.10kg Mg(NO3)2·6H2O的溶液混合并搅拌均匀，得到溶液A。将7.30kg(NH4)2CO3溶解在22.5L去离子水中，搅拌均匀，得到溶液B。在2500rpm转速的搅拌下，将溶液A和B滴加到20L去离子水中，滴加过程中保持溶液pH＝7。滴加完成后搅拌5分钟后过滤，将所得固体在120℃下空气中干燥，随后在600℃下空气中煅烧
4h，然后粉碎，过200目筛，得到碳纤维制备用催化剂。将上述催化剂用喷雾方式引入到反
3
应腔内的温度为700℃的加热区，流量为30g/min.M，气体1中碳源气体为甲烷，载气为含
3
有20％氢气的氮氢混合气体，碳源气体和载气的体积比为2∶1，流量为10mL/s.M，气体2
3
为氮气，流量为10mL/s.M，反应时间20min。将上述反应生成的纳米碳纤维于氮气中，流量
3
为10mL/s.M，直接在2500℃热处理12h，炉内自然降温至室温，得到纳米碳纤维。如图1所示，所得纳米碳纤维为线条状。电性能测试结果和产率见表1。
4h，然后粉碎，过200目筛，得到碳纤维制备用催化剂。将上述催化剂用喷雾方式引入到反
3
应腔内的温度为700℃的加热区，流量为30g/min.M，气体1中碳源气体为甲烷，载气为含
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有20％氢气的氮氢混合气体，碳源气体和载气的体积比为2∶1，流量为10mL/s.M，气体2
3
为氮气，流量为10mL/s.M，反应时间20min。将上述反应生成的纳米碳纤维于氮气中，流量
3
为10mL/s.M，直接在2500℃热处理12h，炉内自然降温至室温，得到纳米碳纤维。如图1所示，所得纳米碳纤维为线条状。电性能测试结果和产率见表1。
[0046] 实施例2，共沉淀法制备催化剂，制备纳米碳纤维，
[0047] 将4.36kg Co(NO3)2·6H2O、1.84kg Mn(NO3)2·4H2O和0.25kg(NH4)6Mo7O24·4H2O溶解在20L去离子水中，再向溶液中加入4.10kgMg(NO3)2·6H2O，搅拌至溶液透明、均匀，得到溶液A。将7.30kg(NH4)2CO3溶解在22.5L去离子水中，搅拌至溶液均匀，得到溶液B。在2500rpm转速的搅拌下，将溶液A和B滴加到20L去离子水中，滴加过程中保持溶液pH＝7。
滴加完成搅拌5分钟后过滤，将所得固体在120℃下空气中干燥，随后在600℃下空气中煅烧4h，然后粉碎，过200目筛，所得即碳纤维制备用催化剂。将上述催化剂用加喷雾方式引
3
入到反应腔内的温度为700℃的加热区，流量为30g/min.M，气体1中碳源气体为甲烷，载
3
气为含有20％氢气的氮氢混合气体，碳源气体和载气的体积比为2∶1流量为10mL/s.M，
3
气体2为氮气，流量为10mL/s.M，反应时间20min。将上述反应生成的纳米碳纤维于氮气
3
中，流量为10mL/s.M，直接在2500℃热处理24h，炉内自然降温至室温，得到纳米碳纤维。电性能测试结果和产率见表1。
滴加完成搅拌5分钟后过滤，将所得固体在120℃下空气中干燥，随后在600℃下空气中煅烧4h，然后粉碎，过200目筛，所得即碳纤维制备用催化剂。将上述催化剂用加喷雾方式引
3
入到反应腔内的温度为700℃的加热区，流量为30g/min.M，气体1中碳源气体为甲烷，载
3
气为含有20％氢气的氮氢混合气体，碳源气体和载气的体积比为2∶1流量为10mL/s.M，
3
气体2为氮气，流量为10mL/s.M，反应时间20min。将上述反应生成的纳米碳纤维于氮气
3
中，流量为10mL/s.M，直接在2500℃热处理24h，炉内自然降温至室温，得到纳米碳纤维。电性能测试结果和产率见表1。
[0048] 实施例3，液态催化剂，制备纳米碳纤维，
[0049] 将0.83kg二茂铁和0.155kg噻吩溶于14kg苯中，制得液态催化剂。将上述液态催3
化剂用蠕动注入加喷雾方式引入到反应腔内的温度为1100℃的加热区，流量为15mL/s.M，气体1中碳源气体为甲烷，载气为含有20％氢气的氮氢混合气体，碳源气体和载气的体积
3 3
比为2∶1流量为10mL/s.M，气体2为氮气，流量为10mL/s.M，反应时间20min。将上述
3
反应生成的纳米碳纤维于氮气中，流量为10mL/s.M，直接在2500℃热处理24h，炉内自然降温至室温，得到纳米碳纤维。电性能测试结果和产率见表1。
化剂用蠕动注入加喷雾方式引入到反应腔内的温度为1100℃的加热区，流量为15mL/s.M，气体1中碳源气体为甲烷，载气为含有20％氢气的氮氢混合气体，碳源气体和载气的体积
3 3
比为2∶1流量为10mL/s.M，气体2为氮气，流量为10mL/s.M，反应时间20min。将上述
3
反应生成的纳米碳纤维于氮气中，流量为10mL/s.M，直接在2500℃热处理24h，炉内自然降温至室温，得到纳米碳纤维。电性能测试结果和产率见表1。
[0050] 实施例4，液态催化剂，制备纳米碳纤维，
[0051] 将0.83kg二茂铁和0.155kg噻吩溶于14kg苯中，制得液态催化剂，将上述液态催3
化剂用蠕动注入加喷雾方式引入到反应腔内的温度为1200℃的加热区，流量为15mL/s.M，气体1中碳源气体为甲烷，载气为含有20％氢气的氮氢混合气体，碳源气体和载气的体积
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比为3∶1流量为10mL/s.M，气体2为氮气，流量为10mL/s.M，反应时间20min。将上述
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反应生成的纳米碳纤维于氮气中，流量为10mL/s.M，直接在2500℃热处理24h，炉内自然降温至室温，得到纳米碳纤维。电性能测试结果和产率见表1。
化剂用蠕动注入加喷雾方式引入到反应腔内的温度为1200℃的加热区，流量为15mL/s.M，气体1中碳源气体为甲烷，载气为含有20％氢气的氮氢混合气体，碳源气体和载气的体积
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比为3∶1流量为10mL/s.M，气体2为氮气，流量为10mL/s.M，反应时间20min。将上述
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反应生成的纳米碳纤维于氮气中，流量为10mL/s.M，直接在2500℃热处理24h，炉内自然降温至室温，得到纳米碳纤维。电性能测试结果和产率见表1。
[0052] 对 比 例 1， 将 4.36kg Co(NO3)2·6H2O、1.84kgMn(NO3)2·4H2O 和0.25kg(NH4)6Mo7O24·4H2O溶解 在2L去 离子 水中 得 到溶 液，再 向溶 液 中加 入
4.10kgMg(NO3)2·6H2O，搅拌至溶液透明、均匀，得到溶液A。将7.30kg(NH4)2CO3溶解在22.5L去离子水中，搅拌至溶液均匀，得到溶液B。在2500rpm转速的搅拌下，将溶液A和B滴加到
2L去离子水中，滴加过程中保持溶液pH＝7。滴加完成搅拌5分钟后过滤，将所得固体在
120℃下空气中干燥，随后在600℃下空气中煅烧4h，然后粉碎，过200目筛，所得即碳纤维制备用催化剂。将上述催化剂称取一定重量放置于管式炉中，采用合肥日新高温技术有限公司生产的型号为CVD(D)-06/60/3的管式炉，通入碳源气体和载气，碳源气体为甲烷，载
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气为含有20％氢气的氮氢混合气体，碳源气体和载气的体积比为3∶1流量为10mL/s.M。
反应温度为750℃，反应时间为1h。电性能测试结果和产率见表1。
4.10kgMg(NO3)2·6H2O，搅拌至溶液透明、均匀，得到溶液A。将7.30kg(NH4)2CO3溶解在22.5L去离子水中，搅拌至溶液均匀，得到溶液B。在2500rpm转速的搅拌下，将溶液A和B滴加到
2L去离子水中，滴加过程中保持溶液pH＝7。滴加完成搅拌5分钟后过滤，将所得固体在
120℃下空气中干燥，随后在600℃下空气中煅烧4h，然后粉碎，过200目筛，所得即碳纤维制备用催化剂。将上述催化剂称取一定重量放置于管式炉中，采用合肥日新高温技术有限公司生产的型号为CVD(D)-06/60/3的管式炉，通入碳源气体和载气，碳源气体为甲烷，载
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气为含有20％氢气的氮氢混合气体，碳源气体和载气的体积比为3∶1流量为10mL/s.M。
反应温度为750℃，反应时间为1h。电性能测试结果和产率见表1。
[0053] 表1电性能测试结果和产率
[0054]