曹元甲，张智文，王 震，卢翠英

(榆林学院 化学与化工学院，陕西 榆林 719000)

自1991年Iijima意外发现碳纳米管(CNTs)以来，因其具有诸多独特的力学、电学、磁学和化学性能，并在超级电容器[1]、催化剂载体[2]、能量储存[3]和复合材料[4]等众多领域中的极大的潜在应用前景，得到各国科学工作者的广泛关注和研究[5-6]。在此背景下，关于CNTs的理论和应用研究取得长足发展。在众多制备方法中，化学气相沉积法(CVD)具有温度低(600～1 100 ℃)、生长条件易控和产量高等优点，被认为是最有可能实现工业化生产CNTs的工艺[7-8]。但高成本成为其规模化生产的掣肘，主要原因是其所用碳源为昂贵或毒性气体(甲烷、乙炔、乙烯等)[9]、易挥发液体[10](苯、甲苯、二甲苯等)及易升华固体[11](樟脑、萘等)。因此，寻求廉价、无毒性、低能耗且量多易得的碳源是生长CNTs的重要课题之一。为此，一些学者探索了生物质[12]、废塑料[13]、煤和煤沥青(CTP)[14-16]等材料做为碳源生长CNTs的可行性。生物质和废塑料虽自身成本低，但难以收集且预处理繁琐。Van等人[14]对煤及CTP为碳源生长CNTs的研究工作进行了综述，认为储量丰富的CTP是低成本生长纳米碳材料的首选原料。然而，目前CTP主要用作工程材料，没有得到很好的高附加值综合利用，严重浪费优质资源。有研究表明CTP制备CNTs还具有如下优势：1)所含的氢、氧元素，虽然不是生成CNTs的必要元素，但利于CNTs的形成，且无需在热解气氛中额外输入氢气；2)制备CNTs时，CTP比煤活性更高；3)大宗废物利用更为经济，同时减少CTP中多环芳烃对环境的危害。然而催化热解CTP生长CNTs的研究鲜见报道，许多理论和实际问题有待发展和完善。……