碳納米管化學(xué)沉積CeO-,2--Fe-,2-O-,3-的研究.pdf

1、碳納米管自1991年由Iijima首先發(fā)現(xiàn)以來，因其納米級的直徑，大的有效比表面積，中空的管狀結(jié)構(gòu)，能夠吸附和填充顆粒，較高的化學(xué)穩(wěn)定性，而使得它成為備受關(guān)注的催化劑載體。納米氧化物CeO<,2>、Fe<,2>O<,3>是工業(yè)中非常重要的催化劑材料。本文選用碳納米管和納米CeO<,2>、Fe<,2>O<,3>作為研究對象，采用化學(xué)沉積法制備了碳納米管負載的納米CeO<,2>和碳納米管負載的納米Fe<,2>O<,3>，并對其沉積機理進行了

2、探討。 本文首先利用鹽酸一混酸對碳納米管原料進行了純化氧化處理，利用高分辨電鏡和紅外光譜等手段對氧化后的碳納米管進行了表征，純化氧化比較徹底，雜質(zhì)基本除掉，部分碳納米管開口，同時在碳納米管表面產(chǎn)生了大量的結(jié)構(gòu)缺陷和高密度的官能團。 本文以六水合硝酸鈰為原料，氨水為沉淀劑，通過在液相沉淀反應(yīng)中直接加入純化氧化的碳納米管作為沉淀承載基體制備了碳納米管負載的二氧化鈰納米顆粒。運用高分辨電鏡、X射線分析、紅外等多種表征手段對碳納

3、米管負載CeO<,2>的形態(tài)、微結(jié)構(gòu)和成分進行了深入研究，綜合考慮溶劑、熱處理溫度等各種因素的影響，優(yōu)化工藝參數(shù)，得到了二氧化鈰粒子在碳管的表面連續(xù)、完整致密的包覆層，有些二氧化鈰粒子進入開口碳納米管的內(nèi)腔，對碳納米管形成填充。 本文還對二氧化鈰沉積的機理進行了探討，認為二氧化鈰的沉積過程是一個形核長大過程。混酸氧化產(chǎn)生的高密度缺陷和官能團在沉積過程中作為吸附二氧化鈰形核的活化中心。由于二氧化鈰之間結(jié)合較強，因而可以得到多層二氧

4、化鈰粒子包覆的碳納米管，文章提出了一個模型來解釋這些現(xiàn)象，并對二氧化鈰和碳納米管的界面結(jié)合強度進行了測試。 將制備碳納米管負載二氧化鈰納米粒子的方法擴展，采用類似的方法制備了碳納米管負載的Fe<,2>O<,3>，并運用高分辨電鏡、X射線分析、能譜等表征手段對碳納米管負載Fe<,2>O<,3>的形態(tài)、微結(jié)構(gòu)和成分進行了深入研究，對不同工藝條件處理對產(chǎn)物的影響進行了討論，通過對熱處理條件的控制可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)調(diào)變，得到不同的非晶Fe<