北京大學(xué)Yan Li課題組--氧化石墨烯負(fù)載的鎢酸鈷作為單壁碳納米管選擇性生長(zhǎng)的催化劑前體

均勻且分散良好的催化劑的制備對(duì)于在基材上單壁碳納米管（SWCNTs）的控制生長(zhǎng)至關(guān)重要。我們使用氧化石墨烯（GO）作為載體來(lái)制備具有窄直徑分布的良好分散的CoWO₄納米顆粒。當(dāng)使用GO負(fù)載的CoWO₄作為催化劑前體，并在優(yōu)化的化學(xué)氣相沉積條件下進(jìn)行SWCNTs生長(zhǎng)時(shí)，我們實(shí)現(xiàn)了SWCNTs的直徑控制生長(zhǎng)，其平均直徑為1.74±0.18 nm。CoWO₄是一種優(yōu)異的催化劑前體，可用于獲得尺寸可控的催化劑納米顆粒。GO顯示出作為基底的可行性，具有含氧基團(tuán)，既可充當(dāng)結(jié)合位點(diǎn)有助于形成均勻的納米顆粒，又可充當(dāng)親水基團(tuán)以確保在水溶液中具有良好的分散性。該策略可以在制備各種功能納米材料中找到廣泛的應(yīng)用。

Figure 1. 還原的催化劑前體的AFM表征。還原的CoWO₄/GO催化劑前體的（a）AFM圖像和（b）相應(yīng)直徑分布。還原的CoCO₃/GO催化劑前體的（c）AFM圖像和（d）相應(yīng)直徑分布。

Figure 2. CoWO₄/GO催化劑前體的TEM表征。CoWO₄/GO催化劑前體的（a）低放大倍率和（b）高放大倍率TEM圖像。（c）基于TEM圖像統(tǒng)計(jì)GO上負(fù)載的CoWO₄納米顆粒的直徑。（d）CoWO₄/GO催化劑前體的STEM-EDX元素圖譜。

Figure 3. 在優(yōu)化條件下生長(zhǎng)的不同放大倍數(shù)的SWCNTs的SEM和TEM圖像。生長(zhǎng)的SWCNTs的（a）低放大倍率和（b）高放大倍率SEM圖像。生長(zhǎng)的SWCNTs的（c）低倍放大圖和（d）高放大倍數(shù)TEM圖像。

Figure 4. 生長(zhǎng)的SWCNTs的拉曼光譜和直徑統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。（a–c）生長(zhǎng)的SWCNTs的拉曼光譜，激發(fā)：（a）532 nm、（b）633 nm和（c）785 nm。（d）基于拉曼測(cè)量的SWCNTs的直徑統(tǒng)計(jì)。

相關(guān)研究成果于2021年由北京大學(xué)Yan Li課題組，發(fā)表在Inorg. Chem. Front.（DOI: 10.1039/d0qi01114b）上。原文：Graphene oxide-supported cobalt tungstate as catalyst precursor for selective growth of single-walled carbon nanotubes。

轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)



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