均勻且分散良好的催化劑的制備對于在基材上單壁碳納米管（SWCNTs）的控制生長至關重要。我們使用氧化石墨烯（GO）作為載體來制備具有窄直徑分布的良好分散的CoWO
4納米顆粒。當使用GO負載的CoWO
4作為催化劑前體，并在優化的化學氣相沉積條件下進行SWCNTs生長時，我們實現了SWCNTs的直徑控制生長，其平均直徑為1.74±0.18 nm。CoWO
4是一種優異的催化劑前體，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，既可充當結合位點有助于形成均勻的納米顆粒，又可充當親水基團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用。
Figure 1. 還原的催化劑前體的AFM表征。還原的CoWO
4/GO催化劑前體的（a）AFM圖像和（b）相應直徑分布。還原的CoCO
3/GO催化劑前體的（c）AFM圖像和（d）相應直徑分布。
Figure 2. CoWO
4/GO催化劑前體的TEM表征。CoWO
4/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圖像統計GO上負載的CoWO
4納米顆粒的直徑。（d）CoWO
4/GO催化劑前體的STEM-EDX元素圖譜。
Figure 3. 在優化條件下生長的不同放大倍數的SWCNTs的SEM和TEM圖像。生長的SWCNTs的（a）低放大倍率和（b）高放大倍率SEM圖像。生長的SWCNTs的（c）低倍放大圖和（d）高放大倍數TEM圖像。
Figure 4. 生長的SWCNTs的拉曼光譜和直徑統計數據。（a–c）生長的SWCNTs的拉曼光譜，激發：（a）532 nm、（b）633 nm和（c）785 nm。（d）基于拉曼測量的SWCNTs的直徑統計。
相關研究成果于2021年由北京大學Yan Li課題組，發表在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。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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