ДВУХСЛОЙНЫЙ КАТАЛИЗАТОР, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАНОТРУБОК

1. Каталитический материал для получения нанотрубок, в частности, углеродных, причем указанный материал находится в форме твердых частиц, и указанные частицы содержат пористую подложку, на которую нанесены два наложенных каталитических слоя, где первый слой, находящийся непосредственно на подложке, содержит по меньшей мере один переходный металл группы VIB периодической таблицы, предпочтительно молибден, а второй слой находится на первом и содержит железо.
2. Каталитический материал по п.1, отличающийся тем, что первый слой также содержит железо, и/или второй слой также содержит переходный металл группы VIB Периодической таблицы, предпочтительно молибден.
3. Каталитический материал по п.1, отличающийся тем, что он имеет первый каталитический слой, содержащий в качестве единственного каталитического металла молибден, на котором находится второй каталитический слой, содержащий в качестве единственного каталитического металла железо.
4. Каталитический материал по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержание железа составляет по меньшей мере 25%, предпочтительно от 30% до 40 мас.% от общей массы каталитического материала.
5. Каталитический материал по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержание переходного металла группы VIB Периодической таблицы лежит в диапазоне от 0,5 до 10%, в частности, от 1,5 до 8%, предпочтительно от 2 до 4 мас.% от общей массы каталитического материала.
2
2
6. Каталитический материал по п.1 или 2, отличающийся тем, что пористая подложка имеет удельную поверхность по БЭТ выше 50 м/г, предпочтительно от 70 до 400 м/г.
7. Каталитический материал по п.1 или 2, в котором подложка выбрана из оксида алюминия, активированного угля, оксида кремния, силиката, оксида магния, оксида титана, оксида циркония, цеолита и углеродных волокон, предпочтительно подложка состоит из оксида алюминия.
8. Каталитический материал по п.1 или 2, отличающийся тем, что частицы подложки имеют наибольший размер, составляющий от 20 до 500 мкм, предпочтительно от 75 до 150 мкм.
9. Каталитический материал по п.3, отличающийся тем, что подложка состоит из оксида алюминия и удерживает первый слой из молибдена, на котором находится второй слой из железа, и тем, что процентная массовая доля разных компонентов составляет 32 для железа, 2 для молибдена и 66 для оксида алюминия, от общей массы каталитического материала.
10. Способ получения каталитического материала по любому из пп.1-9, путем пропитки подложки первым пропиточным раствором, содержащим соль переходного металла группы VIB Периодической таблицы, предпочтительно соль молибдена, затем вторым пропиточным раствором соли железа, предпочтительно нитрата железа, причем каждая из этих пропиток предпочтительно проводится при продувке сухим газом.
11. Способ по п.10, в котором каждую пропитку осуществляют при температуре от 100 до 150°С, измеренной in situ.
12. Способ по п.10 или 11, в котором в любой момент количества пропиточного раствора, находящегося в контакте с подложкой или нижележащим слоем, как раз хватает, чтобы обеспечить образование пленки на поверхности частиц подложки или нижележащего слоя.
13. Способ по п.10 или 11, который включает, после этапов пропитки, этап сушки при температуре от 150 до 250°С, измеренной in situ, за которым, возможно, идет этап денитрификации, предпочтительно в инертной атмосфере, при температуре от 350 до 450°С, измеренной in situ.
14. Способ получения нанотрубок, в частности, углеродных, включающий следующие этапы:
a) введение в реактор, в частности, в кипящем слое, каталитического материала по любому из пп.1-9 или полученного по любому из пп.10-13,
b) нагревание указанного каталитического материала до температуры в интервале от 620 до 680°С, предпочтительно до примерно 650°С;
c) приведение в контакт источника углерода, предпочтительно этилена, с каталитическим материалом с этапа b), чтобы образовать на поверхности указанного катализатора углеродные нанотрубки и водород в результате каталитического разложения указанного источника углерода;
d) извлечение углеродных нанотрубок, полученных на этапе с).
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что источник углерода смешивают на этапе с) с потоком водорода.
16. Способ по п.15, в котором отношение источник углерода/водород составляет от 90/10 до 60/40, предпочтительно от 70/30 до 80/20.
17. Способ по п.16, в котором в качестве источника углерода используют этилен, и отношение этилен/водород составляет 75/25.
18. Углеродные нанотрубки, которые могут быть получены способом по одному из пп.14-17.
19. Применение углеродных нанотрубок по п.18 в композитных материалах для придания им улучшенных электропроводных и/или теплопроводных свойств и/или улучшенных механических свойств, в частности, прочности на растяжение.
20. Применение углеродных нанотрубок по п.19 в высокомолекулярных композициях, предназначенных для упаковки электронных компонентов или для изготовления бензопроводов (fuel line), или антистатических покрытий или красок (coating), или в термисторах или электродах для конденсаторов большой емкости, или же для получения конструкционных деталей в области авиации, судостроения или автомобильной промышленности.