煤基聚苯胺制掺N碳微纳米管的实验研究

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.