掺氮多壁碳纳米管负载Ru/Fe催化剂处理水中2，4，6-三氯酚(5)
碳纳米管具有完整的分子结构并且是纳米级别的新型炭材料。理想碳纳米管是由石墨片卷成的管体。碳纳米管是分为两类：单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。如图1-3所示由一层石墨片卷曲而成的是单壁碳纳米管;而多壁碳纳米管，则是由多层石墨片卷曲而成。即卷曲成碳纳米管的石墨片的片层既可以是一层也可以是多层的。单壁碳纳米管和多壁碳纳米管具有不同的性质，单壁碳纳米管的表面比较整洁一点，而且具有较高的化学惰性，而多壁碳纳米管表面则与单壁碳纳米管不同，表面不是那么整洁，会有大量的表面基团例如羧基等。
图1-3单壁碳纳米管和多壁碳纳米管
1。3。2碳纳米管的应用
1。3。2。1 碳纳米管的处理
合成碳纳米管的方法有很多种，但是都会将大量的杂质列入碳纳米管。 由于这些杂质的存在，使得碳纳米管表面很不平整很难被纯化，所以在测试碳纳米管的性质时会受到到很大的影响。碳纳米管表面与材料前驱体间的有效键合作用在制备碳纳米管复合材料或在碳纳米管上负载催化剂活性组分时起到了很大的作用。所以，碳纳米管有必要做事先的预处理即进行纯化，使得碳纳米管表面没有无定形碳颗粒及催化剂颗粒。目前经常被使用的纯化方法分两种，物理方法和化学方法。物理方法有过滤法、气相沉积法、层析法、离心分离法等;化学方法则主要是硝酸氧化、混酸氧化、双氧水氧化、高锰酸钾氧化等。此外，也可在高温上用CO2或H2处理。由于无定型碳则由大量的五元环等活性较高的石墨碳组成，因此使用强氧化性介质。氧化性介质主要有气相、液相两类，气相介质有、氧气、二氧化碳、臭氧、等，液相介质如硝酸、硫酸、双氧水等。
碳纳米管进行“整容”和氧化处理是一种重要的方法分为很多种类如硝酸氧化、混酸氧化等，氧化的目的是在碳纳米管表面会引入大量的含氧的官能团如-OH、- COOH，使得引入这些官能团后的碳纳米管表面具有不错的亲水性。如果选择氧化碳纳米管内表面，那么碳纳米管外表面就会表现为疏水性，内表面则表现为亲水性。各种研究方法表征后发现经过HNO3处理后， -OH、- COOH 等极性基团引入在碳纳米管表面[[[] Kyotani Takashl,Naka Zakl Susumu, Xu WH,et al Modification ot the innerwalls of carbon nanotubes by HNO3 oxidation。Carbon,2001,39: 782-785。 ]]。
由于碳纳米管表面的无定形碳和一些无定形的碳纤维的结构不同于碳纳米管，而不同的结构氧化温度也不同，又因为碳纳米管的温度较高，所以可以在低于碳纳米管氧化的温度下对其进行预处理，但是碳纳米微粒与碳纳米管具有相同石墨晶体构造，所以想要去除它，需在碳纳米管的两边被氧化以后继续氧化才能达到效果。但是这样碳纳米管也会被氧化掉，即这样处理后碳纳米管失重率在99%，这就说明氧气氧化不是一种行之有效的方法。
1。3。2。2作为催化剂负载材料
由于碳纳米管具有的六边形网络结构，而且内部是中空的，加上碳纳米管具有的导电性，耐热性等所以这就使得它具有作为催化剂载体的良好条件。例如,Zhao等[[[] Y Zhao,LZhan,JTian,et al。 M11O2 modified multi-walled carbon nanotubes supported Pd nanoparticles for methanol electro-oxidation in alkaline media [J]。International journal of hydrogen energy, 2010,35: 10522-10526]]用丙酮为溶剂,乙二醇作为还原剂,梓檬酸作为螯合剂和稳定剂,在160℃下高温还原金属前驱体制备了PtRuIr/CNT多金属催化剂,PtRuIr/CNT的催化活性与商品化的PtRu/XC-72R相比,催化性能要高出4倍多,是PtRuIr/XC-72R的2倍多。这说明与使用XC-72R载体相比,使用CNTS载体将具有更好的性能。
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