密度泛函方法探究羧基化碳纳米管的结构

采用密度泛函方法,构建了物理及化学吸附的羧基化碳纳米管,并优化一系列可能的构型,最终得到两种处理方式下的最稳定构型,对比及分析了构型的结构参数和电子分布。结果表明,羧基在碳纳米管表明发生物理吸附和化学吸附,将导致不同的杂化方式;当羧基以物理吸附的方式吸附在碳纳米管上时,其负电荷主要云集于羧基和吸附碳表面;当其以化学吸附的形式吸附在碳纳米管表面时,其负电荷则分散于碳纳米管表面以及吸附碳上。     

助剂铬对Ni/MgO催化剂CVD法制备碳纳米管的促进作用

采用溶胶-凝胶法制备了助剂Cr改性的Ni/MgO催化剂, 用化学气相沉积(CVD)法在600 ℃下裂解甲烷生长碳纳米管, 研究了助剂Cr的引入对催化剂微结构和制备碳纳米管性能的影响. 催化剂样品用XRD, TPR和CO-TPD进行了分析, 制备的碳纳米管用TEM和XRD进行了表征. 实验结果表明, NiO和MgO之间存在着强相互作用而形成固溶体, Ni/MgO催化剂经氢气处理后其中的镍氧化物只有极少部分被还原成为镍. 助剂铬的引入明显促进了镍的还原, 使得催化剂表面的Ni活性中心数增多, 从而使催化剂的活性和性能得到了明显的改进. 在加入助剂后碳纳米管的产率明显增加, 当Cr质量分数为8%时, 碳纳米管的产量为未加助剂时产量的5倍, 碳纳米管和催化剂的质量比达到1928. 当Cr含量进一步增加时, Ni在催剂表面聚集形成大颗粒, 制备出的产品中含有大量的碳纳米纤维和无定形碳. 以8%Cr-Ni/MgO催化剂合成的碳纳米管具有比较高的产率且质量较好.