碳纳米管表面化学结构对Co基费托合成催化剂性能的影响

在Co基费托合成反应中，碳载体因其表面化学惰性而与金属Co的相互作用较弱，有利于Co物种的还原，但同时因为缺少锚定位点而导致金属分散性不佳。采用酸化预处理的方式在碳纳米管表面引入缺陷和含氧官能团，可以改善Co与载体之间的相互作用，促进Co物种的分散，从而提高反应性能。拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)等表征结果表明，用34%(质量分数，下同)的硝酸在120℃条件下，可以获得缺陷度相近且表面含氧量提升的碳纳米管载体(oCNT-M)，用68%的硝酸在140℃条件下，可以获得缺陷度和含氧量同时提升的碳纳米管载体(oCNT-H)。H₂程序升温还原(H₂-TPR)、透射电子显微镜(TEM)和CO化学吸附(CO-chemisorption)等表征结果表明，含氧量和缺陷度的增加可以改善Co物种的还原和分散，有利于形成更多的活性Co位点。通过高浓度强氧化性硝酸处理得到的碳纳米管载体oCNT-H，其表面含氧量和缺陷度同时得到提高，获得的Co基催化剂与Co/CNT-L相比，在费托反应测试中CO转化率从10.9%提高到41.9%,C_5+<...