钴镍铁氧化物催化化学气相沉积法制备碳纳米管及其在催化湿式过氧化氢氧化中的性能研究

《ChemCatChem》：Growth of Carbon Nanotubes on Co(x)-Ni(1-x) Ferrites by Chemical Vapor Deposition and Performance on Catalytic Wet Peroxide Oxidation

来自国内的研究人员通过化学气相沉积法(CVD)，利用钴镍铁氧化物/氧化铝催化剂将塑料固废(PSWs)升级转化为高附加值碳纳米管(CNTs)，系统探究了催化剂组成对CNTs产率、形貌及织构特性的影响。研究发现提高钴含量可增厚CNT管壁(9.2–23.6 nm)，优化织构参数(SBET=47–87 m2 g?1)。所制备CNT在催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)中降解磺胺甲恶唑(SMX)和双酚A(BPA)时，钴含量更高的CNT@Co0.7Ni0.3展现出最佳催化活性与稳定性平衡，为废塑料衍生CNT催化剂的环境修复应用提供新思路。

　　

这项研究开创性地将废弃塑料变废为宝，通过化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition, CVD)魔法般地将聚烯烃塑料转化为高价值的碳纳米管(Carbon Nanotubes, CNTs)。科研团队精心调配钴(Co)-镍(Ni)-铁(Fe)氧化物催化剂配方，就像调制纳米级鸡尾酒，发现增加钴含量能让CNT管壁从9.2 nm增厚到23.6 nm，同时显著改变其表面特性——比表面积(S_BET)在47–87 m² g^?1区间可调。

这些量身定制的CNT在降解水中有机污染物时大显身手，特别是在催化湿式过氧化氢氧化(Catalytic Wet Peroxide Oxidation, CWPO)反应中。当遭遇顽固分子磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole, SMX)和内分泌干扰物双酚A(Bisphenol A, BPA)时，含钴70%的CNT@Co_0.7Ni_0.3展现出最优异的催化性能，其秘诀在于能更高效分解过氧化氢(H₂O₂)。不过研究人员也发现，高活性背后是钴、铁金属的轻微溶出现象，这为后续催化剂优化提供了重要线索。这项研究为"塑料垃圾→高性能催化剂→水污染治理"的绿色技术路线提供了关键科学依据。