薄壁碳纳米管合成及其催化性能评价

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1、万方数据AThesisinChemicalEngineeringIIlllIllUIllIlllllIIlJO19793TheSynthesisofThin—-walledCarbonNanotubesandTheirCatalyticperformanceEvaluationbyWuXianlongSupervisor：ProfessorXuShukunProfessorZhangJianNortheasternUniversityJune2012万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以

2、标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：谩显够日期：蛔上，占．z争学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年∥一年口一年半口学位论文

3、作者签名：遵望豇签字目期：Ⅶj≥·易，‘砷两年口导师签名：铃、札畸签字日期：jom6、c》多万方数据薄壁碳纳米管的合成及其催化性能评价摘要碳纳米管一经发现便吸引了全世界科学家的关注，成为当今纳米科学研究领域最热门的材料之一。具有大比表面积和良好电学性能的碳纳米管在纳米电子器件、金属催化剂负载、气相催化反应等方面都有广阔的应用前景。经过二十年的发展，碳纳米管的合成技术逐渐趋于成熟，实际应用对碳纳米管的质量要求也越来越高。双壁碳纳米管(DWCNTs)具有独特的双石墨层结构，因此兼具单壁碳纳米管(SWCNTs)与多壁碳纳米管(MWCNTs)的优点。

4、本论文的工作主要围绕薄壁碳纳米管的合成、有关因素对DWCNTs生长的影响规律、反应条件优化、MWCNTs的催化性能评价等方面展开，主要研究内容如下：1．合成了纯度较高的DWCNTs：采用传统的化学气相沉积(CVD)方法，用柠檬酸络合法制备的Fe．Mo／MgO作为催化剂，在950oC催化甲烷分解，制备了形貌好、结晶度好、产率高的DWCNTs；2．对比研究了柠檬酸络合法与浸渍法合成的Fe．Mo／MgO催化剂的晶型、表面及孔结构和热稳定性。结果表明，不同方法合成的Fe．Mo／MgO与纯MgO具有完全一致的晶体结构，但柠檬酸络合法合成的催化剂具有更好

5、的抗烧结能力和反应活性；3．研究了不同前处理工艺对Fe．Mo／MgO催化剂性能的影响。结果表明经过高温热处理的催化剂具有更小的粒径和更窄的粒径分布，有助于高纯度‘DWCNTs的合成，但由于部分催化剂被载体团聚包埋，DWCNTs的产量会下降；对合成DWCNTs的反应条件进行了优化，讨论了CVD各有关因素对DWCNTs生产的影响规律；4．合成了管径均匀、比表面积大、由6．10层石墨组成的MWCNTs。N2物理吸附表征测得BET比表面积为464m2／g，该类碳纳米管对甲烷裂解反应具有比商业碳管更优越的催化反应活性。关键词：双壁碳纳米管，制备，甲烷裂

6、解，催化反应性能．．III．．万方数据壅I垦盘鲎亟±鲎焦迨塞△坠堡型Thesynthesisofthin--walledcarbonnanotubesandtheircatalysisperformanceevaluationAbstractBeingthethinnestformofmulti-walledcarbonnanotubes(MWCNTs)，double．walledcarbonnanotubes(DWCNTs)possessuniquestructureoftwographitelayerandextraordinarypro

7、perties，showingtheadvantagesofbothsingle-walledcarbonnanotubes(SWCNTs)andMWCNTs，havebeenattractingconsiderableinterestsandbroadattentionofscientistsallovertheworld．Aftertwodecadesofdevelopment，thesynthesistechnologyofcarbonnanotubesbecomematureSOthattherequirementsinquantit

8、yandqualityalsobecomestrictlywhenappliedinfieldslikenano—electronicdevices，metalca