纳米碳纤维的微观结构调控与催化作用.pdf

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1、第65卷第1期化工学报Vl01．65NO．12014年1月CIESCJournalJanuary纳米碳纤维的微观结构调控与催化作用隋志军’，李平，周静红，朱贻安，DeChen，周兴贵(华东理工大学化学工程联合国家重点实验室，上海200237；挪威科技大学化学工程系，挪威特隆德霍姆N．7491)摘要：纳米碳纤维(CNF)是一种新型一维结构纳米炭材料，因其具有许多独特的性质而备受研究者关注。按照CNF基本结构单元石墨片层与生长轴的夹角不同，可以将CNF分为板式、鱼骨式和管式3种不同微观结构。采用催化化学气相沉积法合成CNF时，微观结构可以通过改变生长动力学进行调控。CNF

2、微观结构的不同导致表面棱边与基面原子比例不同，进而影响着表面含氧基团分布等性质。当CNF用作催化剂载体时，利用这些性质的不同可以调控负载金属颗粒的形貌以及载体与金属作用力等性质，从而改变催化剂的性能。CNF自身具有催化活性，其活性主要来自表面杂原子基团，因此也与CNF的微观结构密切相关。关键词：纳米碳纤维；微观结构；催化剂；成型；载体DOI：10．3969~．issn．0438—1157．2014．01．003中图分类号：TQ343．8文献标志码：A文章编号：0438—1157(2014)01—0022—10Manipulatingmicrostructuralpro

3、pertiesofcarbonnanofibersandtheirapplicationsincatalysisSUIZhijun，LIPing，ZHOUJinghong17ZHUYi’an，DeChen，ZHOUXinggui(StateKeyLaboratoryofChemicalEngineering，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China；DepartmentofChemicalEngineering,NorwegianUniversityofScienceandTechno

4、logy(NTNU)，N-7491Trondheim，Norway)Abstract：Asanewcategoryofcarbonaceousmaterial，carbonnanofiber(CNF)hasbeenextensivelystudiedduet0itsuniquecharacteristics．CNFisusuallyclassifiedaccordingtotheanglebetweenfiberaxisandgraphenesheets，thatis，platelet，fishboneandtubularCNF．CNFwithdiferentmicr

5、ostructurescouldbesynthesizedbyadjustingthepreparationmethods．Forcatalyticchemicalvapordepositionmethod，thestructuralpropertiesoftheas—synthesizedCNFarekineticallycontrolled．ThediferencesofthestructurepropertiesofCNFwithdiferentmicrostructureswouldleadtodiferentratiosofedge／basalatomsan

6、dconsequentlydistributionsofsurfaceoxygencomplex，wettabilityandotherproperties．WhenusingCNFascatalystsupport，morphologies，particlesizedistribution，interactionbetweentheCNFsupportandmetalparticlesandcrystalplaneorientationcouldbemanipulated，leadingtodiferentcatalyticperformance．CNFhasits

7、owncatalyticactivitiesasverifiedbyoxidativedehydrogenationofalkanesassolidbasecatalyst．TheactivitiesoriginatefromtheexistenceofheteroatomsonCNFsurface，e．g．，surfaceoxygencomplexesanddopedN．SincethechemistryofCNFsurfacedependsonitsmicrostructure，thegreatinfluenceofstructureproper