碳纳米管简介及应用.

1、碳纳米管 碳纳米管具有独特的结构和物理化学性质并有潜在的用途立刻引起物理、化学和材料等学科科学界的极大兴趣，成为全世界研究的热点之一。同时，还由于碳纳米管具有极大的比表面、优良的机械性能、化学稳定性、以及独特的孔腔结构和吸附性能，也被认为是一种优良的载体。碳纳米管 （1）碳纳米管的结构 碳纳米管是碳的一种同素异形体，是由单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝、中空纳米级圆筒，两端的“碳帽”由五元环和六元环封闭。 根据组成的石墨片层数的不同，可将其分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。碳纳米管具有可调控的纳米中空管腔结构、大的长径比、较高的比表面积、表面能和表面结合能，能够吸附和填充颗

2、粒，且机械强度高、硬度大、热稳定性高、类石墨的管壁以及高的导电率等特点。碳纳米管 碳纳米管 （2）碳纳米管的性质 作为新型催化剂或催化剂载体材料有很好的应用前景，碳纳米管负载型催化剂，不但能够很大程度地提高活性组分的比表面积，而且可以消除纯纳米级催化剂粉体易团聚、催化活性低的缺点，同时碳纳米管与活性组分之间强的相互作用，还能提高催化剂的活性、选择性和稳定性。碳纳米管载体 （3）碳纳米管作为催化剂载体的应用1. 碳纳米管负载纳米金属催化剂 在碳纳米管的表面包裹或复合金属物质，不仅可以改善其导电性、抗腐蚀性、润滑性、硬度等物理性能还可以使碳纳米管与金属基体之间的结合力加强。同时由于碳纳米管自身具有

3、较高的比表面积，使得金属颗粒能够较好的分散，从而具有较高的催化活性。金亚旭等用等体积浸渍法制备的纳米碳管负载金属镍催化剂，研究表明，碳纳米管所负载的镍催化剂在叶绿素加氢反应中能够保持高分散态，不会发生团聚，且有较高的反应活性能使叶绿素分子开环生成各种小分子。碳纳米管载体 碳纳米管载体 2.碳纳米管负载纳米金属氧化物催化剂 Wang等采用改进的溶胶-凝胶法制备了多壁碳纳米管TiO2/MWNTs复合光催化剂 ，结果表明 MWNTs与TiO2 之间的强相互作用致使它们在可见光降解方面产生了很好的协同效应；此外，研究人员还采用水解法制备出碳纳米管负载 TiO2复合材料。高晓红等将用液相沉积法制备 Sn

4、O2/CNTs 复合材料制备成电极由于 CNTs高的比表面积及优良的导电性能,结合 SnO2良好的催化活性，SnO2/CNTs复合电极电催化降解有机废水性能优越。碳纳米管载体 3.碳纳米管负载合金催化剂 合金催化剂较单金属催化剂复杂的多，金属形成合金对化学吸附的强度、催化活性、选择性和稳定性等效应都会改变，这主要是因为合金催化剂中组合成分间的协同效应。金属合金负载在载体上，将会大大提高其催化活性和选择性、改善其应用价值。碳纳米管载体 4.碳纳米管负载非晶态合金催化剂 超细粒子非晶态合金不但具有比表面积大、表面能高，而且还具有短程有序、长程无序的结构特点是一种理想的催化材料，但纯态的超细非晶态合金存在热稳定性差、催化剂成本高且难于产物分离等特点。工业应用难度较大，通常是把非晶态合金负载于一定的载体上，不仅能降低催化剂的制备成本，而且还能大大改善催化性能、提高催化剂的热稳定性、是非晶态合金催化剂工业化的一条有效途径。碳纳米管载体 与传统催化剂载体材料相比，碳纳米管因具有独特的微观结构和综合性能，是一种极具发展前景的新型催化剂载体材料。负载上催化剂