催化裂解乙醇協(xié)同制備氫氣和碳納米管改性石墨納米復(fù)合電極材料的研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)的加劇和碳納米管應(yīng)用范圍的拓展，氫氣和碳納米管的規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)的需求日益迫切，這就需要科研工作者從戰(zhàn)略的高度整合物質(zhì)資源、優(yōu)化工業(yè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的技術(shù)儲(chǔ)備這一現(xiàn)實(shí)目標(biāo)．為此，我們課題組將科研熱點(diǎn)制氫技術(shù)與制碳納米請(qǐng)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過(guò)催化裂解生物質(zhì)乙醇，實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)碳納米管與高純富氫氣體的協(xié)同制備． 本文從催化角度，以生物質(zhì)乙醇為碳源和氫源，石墨為擔(dān)載體，金屬Co、Ni為催化劑，采用催化裂解法．在固定定床—流動(dòng)氣相

2、循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)中于相對(duì)較低溫度下(400～700℃)制備石墨碳納米管復(fù)合電極材料，同時(shí)獲得氫氣。考察了擔(dān)載體、載所流速、催化劑含量和裂解溫度等對(duì)乙醇催化裂解的影響．在線檢測(cè)(TCD和FID)了裂解氣成分和含量，利用BET、SEM、TEM、XRD等手段對(duì)固體物質(zhì)進(jìn)行測(cè)試表征，通過(guò)LAND電池測(cè)試系統(tǒng)對(duì)做為鉀離子電池負(fù)極材料的石墨碳納米管復(fù)合材科進(jìn)行了恒流充放電循環(huán)測(cè)試．結(jié)果表明，催化劑Co/C、Ni/C在乙醇裂解制氫和碳納米管過(guò)程中有著明顯

3、的催化作用：當(dāng)擔(dān)載體石墨碳粒徑在3μm左右、300℃下煅燒催化劑前驅(qū)體、Ni/C催化劑金屬擔(dān)載量為10wt％、乙醇載氣流速為40ml．min-1、裂解溫度為600℃時(shí)，得到管徑比較均勻、石墨化程度較高的多壁碳納米管和乙醇轉(zhuǎn)化率高達(dá)100％、產(chǎn)氫率高達(dá)77％的富氫氣體；該碳復(fù)合材科做為電池負(fù)極材料時(shí)，其首次放電比容量達(dá)到393.7mAh/g，首次放電效率達(dá)77％，經(jīng)多次循環(huán)后容量保持在323.9mAh/g以上，放電效率穩(wěn)定在99％以上，結(jié)