煤基聚苯胺制掺N碳微纳米管的实验研究

• 作者: 从少领 赵捷 杨玉飞 吴长清 贺凡 袁华 汪晓芹 熊善新 吴燕 周安宁
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 煤 热解 催化剂 化学气相沉积法 碳微纳米管 N掺杂
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 材料化学工程与纳米技术
• 页码范围: 4950-4960
• 页数: 10页
• 分类号: TM53
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20210007

摘要

我国煤炭资源丰富，以煤为原料制备碳纳米管，可以实现煤炭资源的高效利用，减少环境污染，为煤炭行业的发展提供新途径。以煤基聚苯胺为碳氮源，分别以乙酸镍或柠檬酸铁为碳源热解催化剂，以二茂镍、乙酸镍或二茂铁为碳管生长催化剂，采用催化热解-化学气相沉积耦合法成功制备出了三种高石墨化程度的掺N碳微纳米管。并对其进行了SEM、TEM、XRD、Raman、XPS等结构测试和甲醇氧化电催化剂载体应用测试，结果发现：三种掺N碳微纳米管的微观形态多样，有直立管、弯曲管、竹节状管等。二茂镍和二茂铁适合生长长而直的碳管，乙酸镍适合生长短而弯的碳管。二茂镍和乙酸镍所长碳管收率相当，约为5.8%(质量)；二茂铁所长碳管收率较高，为21.2%(质量)。N元素主要以石墨型N掺入三种碳微纳米管中，乙酸镍所长碳管的掺N量最高，为1.17%(质量)，且表现出良好的电催化剂载体性能。