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高温煅烧Mo改性的Fe/MgO催化剂用于制备管径分布均一的单壁碳纳米管
  • ISSN号:0253-9837
  • 期刊名称:《催化学报》
  • 时间:0
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]清华大学化工系绿色反应工程与工艺北京市重点实验室,北京100084
  • 相关基金:全国优秀博士学位论文作者专项资金(200548);国家自然科学基金重点项目(20736004,20736007);国家自然科学基金(20606020);国家重大科技计划“纳米研究”项目(2006CB932702);教育部科学技术研究重点项目(106011).
中文摘要:

研究了在以甲烷化学气相沉积法制备单壁碳纳米管的过程中高温煅烧预处理(900℃煅烧10h)对Mo改性Fe/MgO催化剂的作用.发现这种预处理有利于Fe在催化剂中的稳定和分散,从而制备出管径均一的单壁碳纳米管.采用能谱元素分析、高分辨透射电镜、X射线衍射、比表面积测量、拉曼光谱和热重分析对样品进行了表征.结果表明,在碳纳米管生长的过程中,铁元素在催化剂表面富集,单壁碳纳米管生长于富集铁的纳米颗粒上,并存在碳管直径与铁颗粒尺寸的依赖关系.Mo存在时可煅烧形成FeMoO4复合氧化物,后者比MgFe2O4相更加稳定.Mo/Fe比例对提高单壁碳纳米管的生长密度、纯度与管径均一性等均有明显影响.上述研究对进一步精确控制制备单壁碳纳米管有重要意义.

英文摘要:

The Fe-Mo/MgO catalyst for the synthesis of single-walled carbon nanotubes (SWNTs) from methane decomposition by chemical vapor deposition was pretreated by calcination at 900 ℃ for 10 h. A comparison of SWNT growth on the catalysts with and without Mo confirmed that Mo addition in the calcined catalyst was crucial in stabilizing and dispersing Fe nanoparticles to a small size, and thus, to synthesize SWNTs with uniform diameters. The products were characterized by energy dispersive spectroscopy, high-resolution transmission electron microscopy, X-ray diffraction, Ar adsorption, Raman spectroscopy, and thermogravimetric analysis. The results showed that Fe-rich nanoparticles were the active sites for SWNT growth and the diameter of the SWNTs depended on the size of the Fe nanoparticles. The calcination led to the formation of the FeMoO4 phase when Mo was added, which is a more stable phase than the MgFe2O4 phase. The Mo/Fe ratio was also important in preparing SWNTs of high density, high purity, and with a narrow diameter distribution. These results are useful for the precise control of the synthesis of SWNTs.

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期刊信息
  • 《催化学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院大连化学物理研究所
  • 主编:李灿 张涛
  • 地址:大连市沙河口区中山路457号
  • 邮编:116023
  • 邮箱:chxb@dicp.ac.cn
  • 电话:0411-84379240
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-9837
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1195/O6
  • 邮发代号:8-93
  • 获奖情况:
  • 第三届国家期刊奖提名奖,中国科协精品科技期刊示范项目
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:19199