定制纳米管 Au TiO2纳米管阵列|包裹凝胶壳的金纳米管|碳纳米管/壳聚糖/纳米金属复合物 / 四六文摘

碳纳米管作为一维尺度范围的纳米碳材料，具有高表面积、独特的物理性质和形态学、高导电性、空心几何结构等特点，从而使它作为良好的催化剂载体得到广泛的研究。但碳纳米管既疏水又疏油，不易分散，限制了其负载催化剂的作用。传统的方法利用强酸氧化法使碳纳米管表面产生羧基或羟基官能团以提高其分散性，同时有利于纳米催化剂的负载。但该方法污染大、耗时长、工艺过程繁琐。壳聚糖作为一种含有大量的氨基和羟基的生物高分子化合物能够通过非共价键作用与碳纳米管复合，形成壳聚糖修饰的碳纳米管材料,此过程工艺过程简单,对环境友好。

我们致力于研究壳聚糖修饰的碳纳米管材料负载不同的纳米金属粒子(Ni、Ag)，探讨碳纳米管/壳聚糖/纳米金属复合材料的制备过程，揭示其形貌及结构特点。通过催化对硝基苯酚加氢还原为模型，探讨碳纳米管/壳聚糖/纳米金属复合物的催化性能。同时为提高碳纳米管/壳聚糖/纳米金属复合材料的循环使用性，研究了棉布固载其可行性，从而为发展碳纳米管复合材料短流程、低成本、少污染的新技术奠定理论和实践基础，具体研究内容和结果如下：

通过溶液共混法将碳纳米管超声分散到壳聚糖的醋酸水溶液中，然后过滤、烘干得到碳纳米管/壳聚糖复合材料。然后吸附金属镍离子，再用NaBH4还原的方法将纳米金属镍粒子负载于壳聚糖修饰的碳纳米管上，制备出CNT-CS-Ni复合材料。通过IR、XRD、SEM、EDS等仪器对CNT-CS进行了形貌和物相成分的表征。考查了CNT-CS-Ni作为催化剂来催化NaBH4还原对硝基苯酚(4-NP)为对氨基苯酚的催化活性，包括硼氢化钠的量、反应温度、CNT-CS-Ni的量等因素对催化活性的影响。

研究结果表明，CNT-CS-Ni对硼氢化钠催化还原对硝基苯酚的活化能为50.28kJ mol~(-1)，活化焓为47.66kJ mol~(-1)和活化熵-99.84J mol K-1。同时把CNT-CS-Ni固载在棉布上，避免了CNT-CS-Ni作为催化剂从溶液中分离困难的问题。利用溶液共混法制备的壳聚糖修饰的碳纳米管材料吸附Ag~+，然后在壳聚糖上发生原位还原为纳米银粒子，得到CNT-CS-Ag复合材料。通过UV–Vis、XRD、SEM、TEM等手段对CNT-CS-Ag进行了表征。同时探讨了CNT-CS-Ag作为催化剂来催化硼氢化钠还原对硝基苯酚为对氨基苯酚的催化活性，包括反应温度、CNT-CS-Ag的量及CNT-CS-Ag的循环利用性对催化活性的影响。研究结果显示，Ag粒子在壳聚糖包裹的碳纳米管上分布比较均匀，CNT-CS上Ag的粒径大小大约是5-10nm。CNT-CS-Ag对硼氢化钠催化还原对硝基苯酚的活化能为89.27kJ mol~(-1)，活化焓为86.44kJ mol~(-1)和活化熵29.23J mol K-1。将CNT-CS-Ag固载在棉布上，CNT-CS-Ag的催化性能较高，避免了CNT-CS-Ag的团聚，提高了CNT-CS-Ag的循环使用性能。

我们有提供定制纳米管，硅纳米管、双壁碳纳米管、功能化多壁碳纳米管、短多壁碳纳米管、石墨化多壁碳纳米管、大内径薄壁碳纳米管、镀镍碳纳米管、陨石碳质晶体纳米管、TiO2纳米管、氧化钛纳米管等

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