李珊珊，門 爽，魏 莉

(沈陽理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110159)

引 言

在固體推進(jìn)劑中添加燃燒催化劑能夠有效調(diào)節(jié)推進(jìn)劑的燃燒性能，起到調(diào)節(jié)燃速和降低壓強(qiáng)指數(shù)的作用[1-2]。納米氧化銅(CuO)作為燃燒催化劑，能夠提高推進(jìn)劑的燃速，降低壓強(qiáng)指數(shù)[3-4]。但納米CuO極易團(tuán)聚，影響催化性能。碳納米管(CNTs)是一種良好的金屬及其氧化物載體[5-7]，并且對推進(jìn)劑的燃燒也具有催化作用[8-9]。將納米CuO負(fù)載在具有一定彈性的剛性結(jié)構(gòu)的CNTs中，可有效避免納米CuO的團(tuán)聚，從而提高催化劑的燃燒催化性能[10-11]。趙鳳起等[12]研究了碳納米管負(fù)載型催化劑對雙基推進(jìn)劑燃燒性能的影響，發(fā)現(xiàn)CuO/CNTs可使推進(jìn)劑的燃速提高114.8%，同時還能夠改善推進(jìn)劑的燃燒性能，使壓強(qiáng)指數(shù)降低31%。洪偉良等[13]采用溶膠浸漬法制備了CuO/CNTs復(fù)合納米催化劑，發(fā)現(xiàn)CuO與CNTs的催化性能互補(bǔ)，能夠產(chǎn)生強(qiáng)“協(xié)同效應(yīng)”，使其催化作用顯著提高。

但是CNTs由于具有高的比表面能，因此也存在團(tuán)聚問題。為了改善團(tuán)聚，通常需要對其進(jìn)行改性提高分散性能。CuO/CNTs燃燒催化劑制備大都采用混酸對CNTs進(jìn)行共價表面改性。霸書紅等[14]采用混酸對CNTs純化處理，在其表面引入了羥基、羧基等親水官能團(tuán)，提高了其水溶性和表面活性，增強(qiáng)其表面負(fù)載納米CuO的能力，從而使得制備的CuO/CNTs的燃燒催化性能進(jìn)一步提高。Kevin等[15]采用混酸對CNTs改性，發(fā)現(xiàn)雖能去除表面雜質(zhì)，引進(jìn)極性基團(tuán)，但是也對CNTs的自身結(jié)構(gòu)造成了破壞。研究者提出采用表面活性劑對CNTs進(jìn)行非共價表面改性，目前采用的大多是陰離子表面活性劑。Xha等[16]采用十二烷基硫酸鈉(SDS)對CNTs改性，發(fā)現(xiàn)SDS分子可以在超聲作用下大量進(jìn)入并穿透CNTs集束中的間隙促使CNTs解離。然而陰離子表面活性劑雖能有效對CNTs進(jìn)行改性，使其均勻分散在溶劑中，但這種改性多為弱相互作用，并不穩(wěn)定，CNTs易再次團(tuán)聚。尉美玲等[17-18]采用陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)對CNTs進(jìn)行表面改性研究，結(jié)果表明改性后的CNTs在乙醇溶劑和DMF溶劑中呈現(xiàn)出非常好的分散性，分散狀態(tài)非常穩(wěn)定，但是在水介質(zhì)中的分散性較差，且對CNTs的結(jié)構(gòu)造成了一定程度的破壞。

因此，本研究制備了一種新型陽離子表面活性劑氯化1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓鹽([C12C1Im]Cl)，對比[C12C1Im]Cl、SDS和混酸3種表面活性劑對CNTs的改性效果。并制備了CuO/CNTs燃燒催化劑，探討表面預(yù)處理對CuO/CNTs制備的影響。旨在探索陽離子表面活性劑[C12C1Im]Cl改性CNTs，為深入研究CuO/CNTs復(fù)合材料作為燃燒催化劑提供理論依據(jù)。

1 實 驗

1.1 試劑與儀器

1-甲基咪唑，純度99.76%，畢得醫(yī)藥；氯代十二烷、乙酸乙酯、三水合硝酸銅(Cu(NO3)2·3H2O)、十二烷基硫酸鈉(SDS)、尿素、氫氧化鈉(NaOH)，均為分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；工業(yè)級多壁碳納米管，純度大于90%，內(nèi)徑為5～15nm，外徑大于50nm，長度為10～20μm，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；氯化1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓鹽([C12C1Im]Cl)，實驗室自制；濃硫酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%)，分析純，沈陽市化學(xué)試劑廠；濃硝酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)68%)，分析純，沈陽市新化試劑廠；實驗用水為去離子水。

Spectrum 2000 FTIR光譜儀(ATR-FTIR)，美國Perkin-Elmer公司；TESCANMIRA4型掃描電子顯微鏡(SEM)，捷克TESCAN公司；D8 ADVANCE X射線衍射儀(XRD)，德國布魯克公司；ZSX Primus IV X射線熒光光譜儀(XRF)，日本理學(xué)公司；Thermo Scientific K-Alpha X射線光電子能譜儀(XPS)，美國Thermo Scientific公司。

1.2 氯化1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓鹽([C12C1Im]Cl)的制備

將裝有1-甲基咪唑的三口燒瓶放入控溫磁力攪拌器中，升溫至70℃，安裝冷凝回流裝置。逐滴加入0.9摩爾當(dāng)量的氯代十二烷。在70℃下反應(yīng)72h，得到粗氯化1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓鹽。為了防止1-甲基咪唑和氯代十二烷揮發(fā)以及使二者充分溶解，在三口燒瓶中間口處放置冷凝回流裝置。反應(yīng)結(jié)束后將粗1-十二烷基-3-甲基咪唑鎓鹽在乙酸乙酯中重結(jié)晶，過濾并收集濾餅，再在60℃、真空條件下提純12h，得到白色固體，即為[C12C1Im]Cl。

1.3 CNTs的表面預(yù)處理

分別采用混酸(濃硫酸與濃硝酸體積比3∶1)、SDS、[C12C1Im]Cl對CNTs進(jìn)行預(yù)處理。未經(jīng)處理的CNTs標(biāo)記為0-CNTs。分別稱取2.0g 0-CNTs放入不同燒杯中，再分別在3個燒杯中加入200mL混酸、200mL去離子水與SDS、200mL去離子水與[C12C1Im]Cl (SDS和[C12C1Im]Cl在水中的添加量為8.0×10-3mol/L)。對3個樣品進(jìn)行超聲分散8h，靜置16h，過濾，并用去離子水多次洗滌，在真空干燥箱中60℃干燥24h。經(jīng)酸預(yù)處理后的CNTs標(biāo)記為Acid-CNTs，經(jīng)SDS預(yù)處理后的CNTs標(biāo)記為SDS-CNTs，經(jīng)[C12C1Im]Cl預(yù)處理后的CNTs標(biāo)記為C12-CNTs。

1.4 CuO/CNTs的制備

采用沸騰回流沉淀法制備CuO/CNTs[14]。稱取2.0g Cu(NO3)2·3H2O和一定量的表面活性劑溶解在去離子水中，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值，得到藍(lán)色Cu(OH)2溶膠。將預(yù)處理后的0.2g CNTs加入到Cu(OH)2溶膠中，超聲分散10min后，140℃加熱至沸騰狀態(tài)，安裝冷凝回流裝置，攪拌2h。然后再以1mL/min的速度滴加尿素。尿素與Cu(NO3)2·3H2O的摩爾比為10∶1，邊滴加邊攪拌，繼續(xù)加熱1h。過濾并用去離子水多次洗滌后，得到CuO/CNTs粉體。將CuO/CNTs粉體在真空干燥箱中60℃干燥12h。經(jīng)混酸預(yù)處理后制備的CuO/CNTs標(biāo)記為Acid-CuO/CNTs，經(jīng)SDS預(yù)處理后制備的CuO/CNTs標(biāo)記為SDS-CuO/CNTs，經(jīng)[C12C1Im]Cl預(yù)處理后制備的CuO/CNTs標(biāo)記為C12-CuO/CNTs。

[C12C1Im]Cl制備、CNTs表面預(yù)處理及CuO/CNTs制備過程的工藝流程如圖1所示。

圖1 制備工藝流程圖Fig.1 Preparation process flow diagram

1.5 性能測試

采用Spectrum 2000 FTIR光譜儀對所制備的[C12C1Im]Cl進(jìn)行測定，獲得ATR-FTIR光譜；采用TESCANMIRA4型掃描電子顯微鏡，以鎢燈絲為光源，加速電壓200～30keV，觀測預(yù)處理前后CNTs和CuO/CNTs的微觀形貌；采用D8 ADVANCE X射線衍射儀，電流和電壓分別為40mA和40kV，掃描范圍為10°～90°，步長為0.02fs，檢測CNTs和CuO/CNTs的物相；采用ZSX Primus IV X射線熒光光譜儀對CuO/CNTs進(jìn)行物質(zhì)含量分析；采用Thermo Scientific K-Alpha X射線光電子能譜儀分析CuO/CNTs元素組成和價態(tài)，使用Al Kα射線(hv=1486.6eV)，獲得XPS圖譜。

2 結(jié)果與討論

2.1 [C12C1Im]Cl的化學(xué)結(jié)構(gòu)表征

1-甲基咪唑與氯代十二烷反應(yīng)生成[C12C1Im]Cl的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

(1)

從化學(xué)反應(yīng)方程式中可以看到，[C12C1Im]Cl含有一個帶正電荷的咪唑鎓親水基團(tuán)，因此可作為陽離子表面活性劑。

合成的[C12C1Im]Cl的ATR-FTIR譜圖如圖2所示。由圖2中可以看出，1680～1450cm-1為咪唑環(huán)骨架的伸縮振動峰，其中1680cm-1為被取代后的咪唑環(huán)內(nèi)的C═C伸縮振動峰，1461cm-1為被取代后的咪唑環(huán)內(nèi)的C—N伸縮振動峰，3200～3000cm-1為咪唑環(huán)上的C—H伸縮振動峰，但是峰并不明顯，因為ATR在高頻段波長處的穿透深度遠(yuǎn)低于低頻段，故3200～3000cm-1處的吸收峰會較弱，1350～1000cm-1為咪唑環(huán)C—H的面內(nèi)彎曲振動峰，900～650cm-1為咪唑環(huán)C—H的面外彎曲振動峰，表明合成的[C12C1Im]Cl產(chǎn)物中已經(jīng)含有咪唑結(jié)構(gòu)[19]；2927cm-1和2850cm-1處為長碳鏈—CH2的伸縮振動峰，1461cm-1、1378cm-1處為—CH3的彎曲振動峰，1169cm-1處為C—H的彎曲振動峰，722cm-1處為長碳鏈—CH2的骨架振動峰，這說明產(chǎn)物中含有疏水長碳鏈。

圖2 [C12C1Im]Cl的ATR-FTIR譜圖Fig.2 ATR-FTIR spectrum of [C12C1Im]Cl

由以上紅外光譜的表征結(jié)果可知，制備得到的產(chǎn)物是目標(biāo)產(chǎn)物[C12C1Im]Cl，化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：

(2)

[C12C1Im]Cl含有一個帶正電荷的咪唑鎓親水基團(tuán)，可作為陽離子表面活性劑。SDS含有一個帶負(fù)電荷的硫酸酯基親水基團(tuán)，可作為陰離子表面活性劑。研究表明[20]，離子表面活性劑在溶劑中的溶解性會隨著含有的離子種類不同而不同。因此將含有不同離子種類的離子表面活性劑對CNTs進(jìn)行改性，從而得到具有不同分散性能的CNTs，考察其對后續(xù)CuO的負(fù)載產(chǎn)生的影響。

2.2 CNTs表面預(yù)處理機(jī)制

一般情況下，SDS應(yīng)用于CNTs表面預(yù)處理后，可降低CNTs的表面能，形成核殼結(jié)構(gòu)阻止CNTs再次團(tuán)聚，SDS的長鏈段會吸附在CNTs表面從而賦予CNTs新的活性[16,21-22]。[C12C1Im]Cl則是利用咪唑環(huán)上的π鍵與CNTs表面π鍵的堆疊作用，使得其可以滲入至CNTs的3D網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中而使其分散不團(tuán)聚[23-24]。圖3為經(jīng)不同表面活性劑預(yù)處理后的4種CNTs的SEM形貌。由圖3可以看到，未經(jīng)處理的0-CNTs存在較為明顯的纏繞和團(tuán)聚現(xiàn)象，管徑約50nm。與此相比，經(jīng)酸預(yù)處理后的Acid-CNTs纏繞及團(tuán)聚程度減小，因氧化折斷形成的短管增加。經(jīng)SDS及[C12C1Im]Cl預(yù)處理的SDS-CNTs及C12-CNTs的SEM形貌可以觀察到CNTs管狀清晰，管徑在整個長度范圍內(nèi)大致均勻，表明這兩種表面活性劑的表面修飾作用均未破壞CNTs的類石墨層狀結(jié)構(gòu)。且4種CNTs中，C12-CNTs的管壁最為光滑，無團(tuán)聚狀態(tài)，分散程度最好，說明在3種預(yù)處理方法中，[C12C1Im]Cl預(yù)處理法效果最好。

圖3 4種CNTs的SEM圖Fig.3 SEM images of 4 types of CNTs

2.3 CNTs復(fù)合CuO

2.3.1 CNTs復(fù)合CuO反應(yīng)機(jī)理

加入NaOH調(diào)節(jié)硝酸銅溶液的pH值以生成Cu(OH)2，隨后由于Cu(OH)2和預(yù)處理后CNTs表面的功能基團(tuán)之間化學(xué)吸附和范德華力的相互作用，使得Cu(OH)2穩(wěn)定在CNTs上，之后經(jīng)加熱分解生成CuO[25-26]。對制備的CuO/CNTs進(jìn)行XPS分析，結(jié)果如圖4所示。3種燃燒催化劑C12-CuO/CNTs、SDS-CuO/CNTs及Acid-CuO/CNTs的XPS全譜圖顯示，均存在C、O和Cu 3種元素，見圖4(a)。

所有產(chǎn)物中Cu的高分辨譜圖如圖4(b)中所示，位于933.6eV和953.5eV附近的兩個不對稱峰分別為Cu 2p3/2和Cu 2p1/2，且Cu 2p3/2和Cu 2p1/2的結(jié)合能相差約19.8eV，這是由于2p軌道的自旋耦合造成的[27]。Cu 2p3/2結(jié)合能為933.6eV，對應(yīng)于CuO中Cu2+的化學(xué)狀態(tài)[28]。同時，由譜圖可知，存在Shake-up特征峰，進(jìn)一步說明是二價銅。

圖4 經(jīng)不同表面活性劑預(yù)處理后制備的CuO/CNTs的XPS全譜圖、XPS高分辨譜圖和C 1s擬合譜圖Fig.4 XPS full spectra, XPS high-resolution spectra, and C 1s fitted spectra of CuO/CNTs prepared after pretreatment with different surfactants

納米CuO更傾向于錨定在CNTs的缺陷結(jié)構(gòu)上，而不是完美位點(diǎn)[25,29-31]。此外，CNTs表面的碳缺陷對電子傳輸特性有很大的影響，在石墨材料中產(chǎn)生類似電子受體的狀態(tài)[25]。圖4(c)、(d)、(e)為經(jīng)過軟件擬合后3種物質(zhì)的C 1s XPS譜圖，3種物質(zhì)上位于284.5eV處的主峰可歸屬為CNTs的石墨狀碳原子和表面功能基團(tuán)中的C—C鍵[32-33]，285.5eV左右的峰值是由于CNTs結(jié)構(gòu)中的碳缺陷造成的[34]，而在286.5eV處的峰值則對應(yīng)于C═O。計算出C12-CuO/CNTs、SDS-CuO/CNTs和Acid-CuO/CNTs的碳缺陷峰面積比率分別為14.5%、15.3%和13.7%。其中C12-CuO/CNTs和Acid-CuO/CNTs的碳缺陷峰的峰面積更小，這意味著其自由電子更少[35]。但是經(jīng)酸預(yù)處理的CNTs的石墨層狀結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，且團(tuán)聚嚴(yán)重，對CuO在其表面的負(fù)載產(chǎn)生非常大的不利影響，很難從表面負(fù)載的CuO價帶得到電子。因此，CNTs從CuO的價帶中捕獲了電子，CNTs表面的羥基、羧基等含氧基團(tuán)以及吸附氧被還原脫除，產(chǎn)生了高度還原的CNTs，使得從C12-CuO/CNTs、SDS-CuO/CNTs到Acid-CuO/CNTs的Cu結(jié)合能依次降低[35]。C12-CuO/CNTs的CNTs碳缺陷最少，CuO失電子最多，Cu 2p3/2結(jié)合能最大。即CuO與經(jīng)[C12C1Im]Cl預(yù)處理后的C12-CNTs的相互作用強(qiáng)度最高，C12-CuO/CNTs的結(jié)合強(qiáng)度最高。

根據(jù)表面元素分析，C、O和Cu的原子含量見表1。由表1可知，CuO含量最高的樣品是C12-CuO/CNTs。這與CNTs經(jīng)不同表面預(yù)處理有關(guān)，經(jīng)預(yù)處理在CNTs表面引入不同親水性的功能基團(tuán)，得到分散性不同的CNTs，分散性越好，無團(tuán)聚，CuO越容易負(fù)載到CNTs上，并且CuO與不同功能基團(tuán)之間的物理吸附作用強(qiáng)度不同[36]，而且CNTs表面的缺陷位點(diǎn)也對CuO在其表面的負(fù)載起到了很大的作用，從而使得CNTs負(fù)載的CuO含量不同。這也說明3種表面預(yù)處理的改性能力為：[C12C1Im]Cl>SDS>Acid。另外在CuO/CNTs的制備過程中，可以觀察到溶液的顏色從藍(lán)色變?yōu)楹谏?，這也在一定程度上證明了上述CuO/CNTs的形成過程[25]。

表1 XPS測試分析C、O、Cu原子含量Table 1 C, O, Cu atomic content obtained by XPS test and analysis

2.3.2 表面活性劑預(yù)處理對CuO/CNTs負(fù)載效果的影響

不同表面活性劑預(yù)處理對CNTs復(fù)合CuO的影響結(jié)果如圖5所示。經(jīng)[C12C1Im]Cl、SDS和酸預(yù)處理后的CNTs與三水合硝酸銅反應(yīng)制備的3種樣品均是CuO/CNTs復(fù)合體。由Scherrer公式：Dc=0.89λ/(βcosθ)，根據(jù)CuO(1 1 1)晶面(2θ=38.6°)所對應(yīng)的半高寬，計算得到3種CuO/CNTs上的CuO晶粒尺寸分別為13.27、13.49及15.06nm。由此可知，CNTs預(yù)處理方式的不同會對CNTs上復(fù)合的CuO晶粒尺寸有一定的影響，晶粒大小為：C12-CuO/CNTs

結(jié)果表明，不同表面活性劑預(yù)處理會對CuO/CNTs產(chǎn)物中的CuO晶粒尺寸造成不同影響，這與不同表面活性劑在CNTs表面引進(jìn)的功能基團(tuán)有關(guān)，它們可以作為CuO前驅(qū)體(Cu2+)的錨定位點(diǎn)，有利于引導(dǎo)納米CuO的成核結(jié)晶[37-39]。同時，更多的成核位點(diǎn)又可以有效抑制納米CuO的沉積和進(jìn)一步生長，從而調(diào)節(jié)粒徑大小[40]。經(jīng)[C12C1Im]Cl和SDS預(yù)處理的CNTs，負(fù)載的CuO粒徑比經(jīng)混酸預(yù)處理更小，說明[C12C1Im]Cl和SDS對CNTs預(yù)處理在其表面引進(jìn)了親水性更好的功能基團(tuán)，改善了CNTs表面活性和在水溶液中的分散性，增強(qiáng)了與納米CuO復(fù)合的能力，使CuO在CNTs上分布更均勻，無團(tuán)聚，從而粒徑變小。且C12-CuO/CNTs的CuO粒徑小于SDS-CuO/CNTs的CuO粒徑，說明[C12C1Im]Cl對CNTs的改性效果比SDS更好。

圖6為經(jīng)不同表面活性劑預(yù)處理前后的CuO/CNTs的SEM圖。對比圖6(a)中C12-CuO/CNTs與C12-CNTs的SEM圖，可以清晰地看出，在負(fù)載了CuO后，CNTs管壁表面有著非常明顯的沉淀物附著，納米CuO粒子均勻包覆在CNTs表面，同時有部分寬度約20nm的片狀CuO負(fù)載于CNTs最外層。由圖6(b)和圖6(c)可以看出，在負(fù)載了CuO后，有少量納米CuO粒子包覆在CNTs表面，同時有部分體積較大的紡錘狀CuO覆于CNTs最外層，且Acid-CuO/CNTs中紡錘狀CuO更為密集。

以上結(jié)果表明，不同表面活性劑預(yù)處理會對CuO/CNTs中的CuO形貌造成不同影響。由C12-CuO/CNTs、SDS-CuO/CNTs和Acid-CuO/CNTs的SEM圖中的CuO形貌和團(tuán)聚狀態(tài)可知，3種預(yù)處理的表面改性效果為：[C12C1Im]Cl> SDS> Acid，這一結(jié)果與預(yù)處理后CNTs的分散性能由C12-CNTs、SDS-CNTs到Acid-CNTs依次遞減一致，說明CNTs的分散性能越高，CuO的團(tuán)聚越小，在CNTs表面的分布越均勻。

圖6 經(jīng)不同表面活性劑預(yù)處理后制備的C12-CuO/CNTs、SDS-CuO/CNTs和Acid-CuO/CNTs的SEM圖Fig.6 SEM images of C12-CuO/CNTs, SDS-CuO/CNTs,and Acid-CuO/CNTs prepared after pretreatment with different surfactants

采用XRF測試了CuO/CNTs中的CuO含量，表2為CuO/CNTs的XRF檢測結(jié)果。從表2中可看出，C12-CuO/CNTs、SDS-CuO/CNTs和Acid-CuO/CNTs中的CuO含量和轉(zhuǎn)化率均依次遞減。這一結(jié)果與XPS結(jié)果一致。并且仍然與表面預(yù)處理后CNTs的溶劑分散性由C12-CNTs、SDS-CNTs到Acid-CNTs依次遞減規(guī)律一致。說明表面預(yù)處理后CNTs的分散性能越高，CNTs復(fù)合CuO的含量越多。進(jìn)一步說明[C12C1Im]Cl對CNTs的表面改性能力比SDS和酸更好。

表2 CuO/CNTs樣品中CuO的含量和轉(zhuǎn)化率Table 2 Content and conversion of CuO in CuO/CNTs samples

由上述表征結(jié)果可知，隨著預(yù)處理后CNTs的分散性能提高，納米CuO在CNTs表面的分散程度逐步改善，晶粒尺寸逐步減小，負(fù)載的CuO含量逐步提升，且CuO與CNTs的結(jié)合更趨緊密，從而得到更理想的CuO/CNTs燃燒催化劑。且經(jīng)[C12C1Im]Cl預(yù)處理的CNTs制備的C12-CuO/CNTs燃燒催化劑的CuO負(fù)載效果最好。

3 結(jié) 論

(1) 采用N-?；ㄖ苽涑雎然?-十二烷基-3-甲基咪唑鎓鹽([C12C1Im]Cl)，含有一個帶正電荷的咪唑鎓親水基團(tuán)，可作為陽離子表面活性劑對CNTs進(jìn)行表面預(yù)處理，與陰離子表面活性劑SDS及混酸進(jìn)行比較。SEM表面形貌分析表明，經(jīng)[C12C1Im]Cl預(yù)處理后的CNTs管狀清晰，管壁光滑，無團(tuán)聚狀態(tài)，分散程度最好。

(2) Cu(OH)2和預(yù)處理后CNTs表面的功能基團(tuán)之間具有化學(xué)吸附和范德華力的相互作用，使得Cu(OH)2穩(wěn)定在CNTs上，再熱分解為CuO，CuO錨定在CNTs的缺陷位點(diǎn)上，得到穩(wěn)定的CuO/CNTs燃燒催化劑。

(3) 使用[C12C1Im]Cl預(yù)處理CNTs后，納米CuO于CNTs表面的分散均勻程度好，晶粒尺寸小，含量和轉(zhuǎn)化率最高，SDS預(yù)處理的次之，混酸預(yù)處理的最差。[C12C1Im]Cl表面預(yù)處理為最佳改性條件，可獲得CuO含量最高、分布均勻、結(jié)合強(qiáng)度高的CuO/CNTs燃燒催化劑。