关键词:无机非金属材料；碳纳米管；催化剂；制备
1991年碳纳米管的发现，激发了纳米材料实验与理论的研究[1,。碳纳米管的主要应用体现在场发射，纳米探针，复合增强材料，储氢材料等方面。作为一种新型的纳米材料，由于其独特的中空结构，大的比表面积和良好的导电性，碳纳米管也被认为是超级电容器和电极的理想候选材料。制备出质量好的碳纳米
管是一切应用的关键。而催化剂的制备是核心，催化剂的物理化学性质强烈影响碳纳米管的晶化程度和形态。负载催化剂的载体必须具有良好的热稳定性，合适的孔结构和大的比表面积。一般主要采用硅藻土(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)等作为碳纳米管制备的催化剂载体；但是这些金属氧化物混在产物中不易除去。最近，有人用碳纤维和炭黑作为载体负载过渡金属制备了二次碳以及碳纳米管[3~5]，一定程度解决了上述问题。然而，用碳纳米管做载体制备碳纳米
管并不多见。
碳纳米管作为一种新型的碳材料，其高的化学稳定性和优异的表面性质，使得其可以作为催化剂载体材料。关于碳纳米管作为载体材料的研究国内外已有大量的报道。李春华[6]等人以镍/碳纳米管作为催化剂制备出了高产量的碳纳米管。对碳纳米管生长特性及其与生长条件和参数的关系进行研究，探索在生长过程中通过控制生长条件，实现碳纳米管结构控制的方法，对于碳纳米管的研究和应用都有重要意义。
笔者以乙烯为碳源，碳纳米管负载铁基为催化剂制备出了成晶良好的多壁碳纳米管。利用SEM等手段对催化剂和产物进行了表征。发现在700~850℃范围
内，催化裂解乙烯都能够得到碳管，且在790℃最佳的反应温度时，制备出的碳纳米管直径分布均匀，质量较好；催化剂温度承受能力明显提高。并与以Al2O3
负载铁基作为催化剂的产物进行了比较。这一基础性探索目的在于寻找新型的高产量和质量的碳纳米管制备技术。
1实验
1.1制备碳纳米管载体
用于催化剂载体的碳纳米管，是以Fe(Mo)/CNTs为催化剂，于680℃裂解乙烯制得。其中催化剂的制备与文献[7]相同。将碳纳米管粗品经浓HNO3回流处
理2h，然后过滤，用蒸馏水洗涤多次直至呈中性，在100℃的烘箱内烘干，从而除去催化剂颗粒和碳杂质，得到提纯后的备用碳纳米管。
1.2制备Fe2O3/CNTs和Fe2O3/Al2O3催化剂
Fe2O3/CNTs催化剂的制备工艺如下：取一定量用硝酸处理过的碳纳米管，加入适量的无水乙醇，超声20min；另取一定量的Fe(NO3)3·9H2O配成溶液，与上述碳纳米管混合均匀，往其中加入氨水直至pH值大于7，同时磁力搅拌，之后继续搅拌24h。将最后所得沉淀清洗洁净，于100℃烘干，置于陶瓷舟中，在Ar气的气氛下，400℃灼烧2h。催化剂通过SEM(JEOL—6700F)表征。
Fe2O3/Al2O3催化剂的制备采用sol-gel法。取适量Fe(NO3)3·9H2O和Al(NO3)3·9H2O配成溶液(使得Fe2O3和Al2O3质量比与Fe2O3和CNTs的质量比相同)，然后用氨水滴定，以后的操作同上．两种催化剂在使用前均用玛瑙钵研磨几分钟。
1.3多壁碳纳米管的制备
实验的主要设备是由程序控制升温的电加热炉。每次实验均取0.1g催化剂平铺在一个小陶瓷舟内，然后将陶瓷舟置于已插入电炉的石英管的中部。首先通Ar气(40mL/min)30min将温度升至550℃，再通入H2气(80mL/min)20min升温至指定的裂解温度，之后通入碳源气体(120mL/min)，同时将H2气流量调为15mL/min，恒温一段时间。反应结束后在Ar气条件下冷却至室温。为了对比研究，以Fe/CNTs和Fe/Al2O3为催化剂，分别在700，750，790，810，850℃等温度和不同的裂解时间情况下进行了实验。以Fe/CNTs作催化剂制备的碳纳米管，用TEM(JEM—100CXⅡ)和拉曼光谱(RM—1000型，Ar+激光器，激发波长514.5nm)表征。
