北京大学Yan Li课题组--氧化石墨烯负载的钨酸钴作为单壁碳纳米管选择性生长的催化剂前体

均匀且分散良好的催化剂的制备对于在基材上单壁碳纳米管（SWCNTs）的控制生长至关重要。我们使用氧化石墨烯（GO）作为载体来制备具有窄直径分布的良好分散的CoWO₄纳米颗粒。当使用GO负载的CoWO₄作为催化剂前体，并在优化的化学气相沉积条件下进行SWCNTs生长时，我们实现了SWCNTs的直径控制生长，其平均直径为1.74±0.18 nm。CoWO₄是一种优异的催化剂前体，可用于获得尺寸可控的催化剂纳米颗粒。GO显示出作为基底的可行性，具有含氧基团，既可充当结合位点有助于形成均匀的纳米颗粒，又可充当亲水基团以确保在水溶液中具有良好的分散性。该策略可以在制备各种功能纳米材料中找到广泛的应用。

Figure 1. 还原的催化剂前体的AFM表征。还原的CoWO₄/GO催化剂前体的（a）AFM图像和（b）相应直径分布。还原的CoCO₃/GO催化剂前体的（c）AFM图像和（d）相应直径分布。

Figure 2. CoWO₄/GO催化剂前体的TEM表征。CoWO₄/GO催化剂前体的（a）低放大倍率和（b）高放大倍率TEM图像。（c）基于TEM图像统计GO上负载的CoWO₄纳米颗粒的直径。（d）CoWO₄/GO催化剂前体的STEM-EDX元素图谱。

Figure 3. 在优化条件下生长的不同放大倍数的SWCNTs的SEM和TEM图像。生长的SWCNTs的（a）低放大倍率和（b）高放大倍率SEM图像。生长的SWCNTs的（c）低倍放大图和（d）高放大倍数TEM图像。

Figure 4. 生长的SWCNTs的拉曼光谱和直径统计数据。（a–c）生长的SWCNTs的拉曼光谱，激发：（a）532 nm、（b）633 nm和（c）785 nm。（d）基于拉曼测量的SWCNTs的直径统计。

相关研究成果于2021年由北京大学Yan Li课题组，发表在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。