多壁碳纳米管载体的改性及应用

多壁碳纳米管载体的改性及应用

多壁碳纳米管载体的改性及应用^[1]

葛　鑫^①1，2　李碧静^1，2　陈　彤¹　王公应¹

（1. 中国科学院成都有机化学研究所，成都　610041；

2. 中国科学院研究生院，北京　100049）

【摘要】多壁碳纳米管独特的结构和性质（纳米尺寸、介孔结构和大比表面积）使其成为催化剂的良好载体。本文侧重于催化领域的应用，结合改性的多壁碳纳米管为载体的催化剂在各催化反应中的应用，综述了催化领域中多壁碳纳米管载体的改性方法。指出针对不同的催化反应需采用不同的方法或多种方法相结合对碳纳米管进行表面改性修饰。

【关键词】多壁碳纳米管；改性；载体

随着纳米技术的不断发展，碳纳米管作为新型一维纳米材料的研究越来越深入。碳纳米管不仅具有石墨优良的耐热、耐腐蚀、抗高温及传热和导电性好等本征特性，其特有的螺旋中空管状结构又赋予了碳纳米管优异的力学、电学、热学、吸附等性能，在各材料领域得到广泛应用。同时，碳纳米管由于尺寸小，比表面积大，孔结构及表面化学性质可控，表面键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全等导致表面的缺陷位置增加，具备了作为催化剂载体的良好条件，因此，近年来也广泛应用于催化领域。

碳纳米管分为多壁碳纳米管（multi-walled carbon nanotube，MWNT）和单壁碳纳米管。与单壁碳纳米管相比，多壁碳纳米管由多层石墨烯片结合而成，容易制备，成本低，主要为介孔；与活性炭相比，多壁碳纳米管具有较多介孔，非常有利于物质传递；与氧化铝和二氧化硅等氧化物载体相比，多壁碳纳米管不仅表面积大，而且催化剂失活后可以通过完全燃烧多壁碳纳米管来回收负载的贵金属。

多壁碳纳米管作为载体有诸多优势，但由于表面惰性与疏水性，影响活性组分的分散，在一定程度上限制了它的使用，因而对碳纳米管表面改性研究显得尤为重要^[1，^2]。多壁碳纳米管的表面改性可通过物理与化学两种方式进行，改性方法主要有超声波改性、共价改性和非共价改性等。本文主要从催化应用的角度对多壁碳纳米管的表面改性及应用现状做一综述。