张强
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赵梦强
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黄佳琦
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骞伟中
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魏飞
催化学报
通过浸渍及水热处理获得MgO负载的Fe基催化剂,并将其用于化学气相沉积过程裂解甲烷获得碳纳米管. 结果表明,单/双/多壁碳纳米管可选择性地生长在Fe负载量不同的Fe/MgO催化剂上. 当Fe负载量仅为0.5%时,铁原子在载体表面烧结为0.8～1.2 nm的铁颗粒,碳在这种小颗粒上以表面扩散为主,导致单壁碳纳米管形成,并且单壁碳纳米管的选择性高达90%. 当Fe负载量提高到3%时,铁原子聚集成约2.0 nm的颗粒,在化学气相沉积中生长碳纳米管时,碳在Fe催化剂颗粒中的体相扩散的贡献增大,在表相扩散和体相扩散的共同作用下,双壁碳纳米管的选择性显著增高. 当进一步增加Fe负载量时,铁原子烧结形成1～8 nm的颗粒,经过化学气相沉积,在催化剂上生长了单、双、多壁碳纳米管. 随着Fe在MgO载体上负载量的增加,管径、管壁数以及半导体管的含量都增加. 本研究提供了一种适合大批量选择性生长单/双/多壁碳纳米管的方法.
关键词:
碳纳米管
,
化学气相沉积
,
铁
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氧化镁
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负载型催化剂
,
微结构
,
拉曼光谱
