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(武汉科技大学，省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，武汉 430081)

0 引 言

碳纳米管(CNTs)具有独特的弹道输运特性、较高的电荷承载能力、高的载流子迁移率和优良的力学性能，在能源、纳米器件及化学催化等领域得到了广泛应用[1-2]。碳纳米管的结构和电子性质可以通过掺杂其他元素(如氮、硼、磷、硫等)进行调节，氮的掺杂能提高碳纳米管的电荷密度，进而提高其导电性；含氮功能团如石墨型氮、吡啶型氮等能加速氧的活化、降低活化能，对提高碳纳米管的催化活性起着决定性作用；掺杂后缺陷的增加也使碳纳米管在电化学和电催化反应中变得更加活泼[3-6]。

氮掺杂碳纳米管的制备方法主要有电弧放电法、激光烧蚀法、催化化学气相沉积法和溶剂热法等[7]。GOLBERG等[8]采用化学气相沉积法制备得到碳纳米管，再将其与B2O3及Au2O3混合，在1 950 K、氮气气氛下反应生成硼氮掺杂碳纳米管。LEE等[9]以甲烷和乙烷为碳源、氨气为氮源，采用化学气相沉积法在900～1 100 ℃下制备得到呈竹节状的氮掺杂碳纳米管阵列。SEN等[10]以吡啶为氮源和碳源，以粒径为50 nm的钴颗粒为催化剂,在1 000 ℃下制备得到直径为10～150 nm的氮掺杂碳纳米管，碳氮原子比为33∶1。HOU等[11]以二茂铁为催化剂、三聚氰胺为氮源、甲烷为碳源，采用浮动催化剂化学气相沉积法，通过控制三聚氰胺的用量获得了高质量的氮掺杂单壁碳纳米管，其抗氧化温度高达795 ℃；这种微量氮掺杂使得单壁碳纳米管的直径变小，直径分布范围变窄，并使单壁碳纳米管表现出金属性质以及较高的氧化还原性能。……