1.一种cfan催化剂,其特征在于,包括基底以及分散在基底中的纳米活性颗粒;所述的基底的化学式为ca2feyal2-yo5;所述的纳米活性颗粒化学式为nixfe3-xo4;
x范围为0.2~1,0.4≦y<2。
2.如权利要求1所述的cfan催化剂,其特征在于,所述的纳米活性颗粒原位均匀担载在所述的基底中。
3.如权利要求1所述的cfan催化剂,其特征在于,ca2feyal2-yo5基底呈六边形形貌。
4.如权利要求1所述的cfan催化剂,其特征在于,y>z。
5.如权利要求1所述的cfan催化剂,其特征在于,x范围为0.4~0.6,y范围为1.4~1.8。
6.如权利要求1所述的cfan催化剂,其特征在于,纳米活性颗粒的晶粒大小为10-30nm;组成基底的单元六边形的尺寸大小为40-60nm;
所述的ni、fe、ca、al原子的摩尔比满足ni/(ni+fe+ca+fe)在0.10~0.15之间。
7.一种权利要求1~6任一项所述的cfan催化剂的制备方法,其特征在于,
1)将形成基底以及活性颗粒的金属硝酸盐前驱体和柠檬酸混合;
2)加入去离子水,搅拌获得溶液;
3)将所述步骤2)得到的溶液在180-190℃温度区间发泡并干燥,并将得到的固体样品破碎并研磨;
4)将所述步骤3)中研磨后的样品在650-850℃下煅烧,对煅烧后的固体粉体进行研磨,最终得到cfan催化剂;
优选地,柠檬酸的摩尔添加量为金属硝酸盐前驱体中金属原子总摩尔量的1-1.5倍;
优选地,所述步骤3)中,经过破碎和研磨后的物料的粒径小于或等于0.3mm;
优选地,所述步骤4)中,马弗炉煅烧在氧气或空气气氛下进行;
优选地,所述步骤5)中,研磨后的样品粒径控制在0.10-0.25mm之间。
8.一种权利要求1~6任一项所述的cfan催化剂,或权利要求7所述制备方法制得的cfan催化剂的应用,其特征在于,将其用于催化甲烷裂解制氢。
9.如权利要求8所述的cfan催化剂的应用,其特征在于,将甲烷和所述的催化剂接触,并在700-850℃下反应,制得氢气和纳米碳。
10.如权利要求9所述的cfan催化剂的应用,其特征在于,所述的纳米碳为ig/id不高于1.3的碳单质。