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。

转自《石墨烯杂志》公众号