利用不同催化剂生产单壁碳纳米管的研究综述

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1、精选公文范文管理资料利用不同催化剂生产单壁碳纳米管的研究综述 　　1单壁碳纳米管　　1985年R·E·Smalley在实验室制出高纯C60，并命名为富勒烯。1991年S·Lijima等发明了碳纳米管。1996年S·X·Tohji在实验室借助于催化剂热解含碳气体制出质量分数为90%的单壁碳纳米管(简写为SWNT)，同时制出多壁纳米碳管(简写为MWNT)。　　有人认为多壁碳纳米管可以是由不同直径的单壁碳纳米管套装组成，与SWNT比较，MWNT的碳原子兼有“桥”存在，其性能多方面不均一，存在许多缺陷。SWNT被视为未来纳米电子学最有希望的新材料。它作为一维纳

2、米材料具有许多人们意想不到的电学、力学和化学特性，其应用领域将不断扩大。　　SWNT[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料用于场发射电子云、纳米场效应晶体管、储氢材料和高强度纤维等。近年来有人采用各种方法选择处理，如化学刻蚀，处理后单壁碳纳米管可用作导电膜、晶体管、导线、电极材料，纳米电子机械设备，纳米悬臂发光二极管，导热材料、储能材料、染料电池、传感器高强度纤维制品和各类导电树脂等。　　由于对SWNT的研究越来越深入，其应用前景也日趋广阔，对SWNT的研究与考量越来越多，参与的人员也迅速增多。未来将如何发展引起人们的极大关注。　　现

3、今已经有许多方法生产SWNT，特别是在实验室如石墨电弧激光蒸发化学气相沉积等。其中乙烯－氢解法是最受关注的，该法是借助于催化剂用乙烯氢解生产SWNT。目前含碳气体氢解所用的催化剂-二元金属催化剂的研究尤其引人瞩目。　　2生成或生产单壁碳纳米管的催化剂　　2000年许多科学家探索了生成单壁碳纳米管的催化剂，主要研究了二元金属催化剂和三元金属催化剂，在二元金属催化剂中，第一种活性金属选自V111[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料族金属，其中有Co、Ni、Fe、Ru、Rh、Pd和Pt等，第二种活性金属选自V11B族金属如Re。　　经过多

4、年的研究，目前生产单壁碳纳米管以CoMo/SiO2、NiMo/Al2O3和FeMo/Al2O3二元金属催化剂为主。而通用电气公司选择了FeNiMoCr/SiO2四元金属催化剂和FeCoZnAlY/SiO2五元金属催化剂。选择这种Rh、Pt、Pd和Ir催化剂的研究人员不多，这与Pt、Pd催化剂对生产单壁碳纳米管而言，价格昂贵有关。　　二元金属催化剂中Co:Mo和Fe:Mo的摩尔比对催化剂的性能也有很大影响。以CoMo/SiO2催化剂为例，Co∶Mo分别为2∶1，1∶1，1∶2，1∶4时，在同样温度热解CO生产单壁碳纳米管时，生成的单壁碳纳米管，多壁纳米管

5、和石墨总量以及非晶态碳的产率明显不同。有人认为，二元金属催化元素的共晶点较低时为宜，FeMo二元金属的共晶点就比较低。　　二元金属催化剂的载体也影响着碳纳米管的生成、性能和状态。目前，二元金属催化剂和三元金属催化剂的载体有[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料SiO2、MCM－41、Al2O3、Mg(Al)O和ZrO2等。对CoMo/SiO2催化剂来说，用SiO2载体为宜，对FeMo/Al2O3或FeMo/SiO2均可以，有时还用Al2O3－SiO2混合型载体。一般情况下SiO2载体的大小为0．01～100μm，最好为1～2μm。有人

6、主张SiO2载体的大小以几纳米，如1～10nm为妥，载体的比表面一般为200～800m2/g。　　美国着名的Aldrich公司生产的SiO2载体驰名全球，该载体的粒径为70～230目，平均孔径为6nm，孔径分布粒级较窄，比表面为480m2/g，孔容0．75cm3/g。该公司也生产Al2O3载体，还生产沉积型二氧化硅、中孔二氧化硅和超细孔二氧化硅，但多数研究人员建议在生产二元和三元金属催化剂时首选新鲜的二氧化硅。　　生产单壁碳纳米管常用的催化剂是CoMo/SiO2和[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料FeMo/Al2O3，这两种产品对

7、大多数催化剂研发人员和使用人员来说并不陌生。CoMo/SiO2、NiMo/SiO2催化剂是石油化工行业最常用的加氢脱硫脱氮催化剂，Fe(MoO4)3/Al2O3催化剂常用作氧化甲醇为甲醛。CoMo/SiO2和CoMo/Al2O3加氢脱硫催化剂其载体多为球状和三叶草状，球状其粒度为3mm，最细为1．5mm，比表面最大为270m2/g，平均孔径为7～8nm，孔容为0．45cm3/g。这个比生产SWNT的CoMo/SiO2和FeMo/Al2O3催化剂的载体要粗很多，制造工艺也非常简单。这种产品属纳米技术，检测CoMo/SiO2等催化剂的手段和设备通常要用高

8、分辨率电子显微镜，X－射线衍射，拉曼光谱和温度程序氧化等。SWNT催化剂是一种高端技术产品，必