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碳纳米管(CNTs)具有独特的结构、很大的比表面积而且具有很高的热稳定性和化学惰性,因此它被认为是一种良好的催化剂载体。本文研究了在碳纳米管上负载二氧化铈颗粒的沉积工艺及其影响因素,同时对其光致发光的特性、吸附Cr(Ⅵ)离子和氟离子的性能进行了研究,最后研究了它作为质子交换膜燃料电池阳极催化剂抗CO中毒的性能。本文首先研究了在碳纳米管上负载二氧化铈颗粒的工艺,然后对沉积工艺中的各项参数进行了优化,并系统地研究了不同类型的碳纳米管对负载效果的影响。实验中采用现代检测设备,对碳纳米管负载二氧化铈(CeO2/CNTs)的颗粒尺寸、晶体结构和各元素含量等进行了表征。研究表明,碳纳米管直径大小和管身平直程度是影响负载效果的关键因素。因此,对比了多壁碳纳米管(MCNTs)、双壁碳纳米管(DWCNTs)和定向碳纳米管(ACNTs)作为载体的负载效果。通过对负载工艺的优化,可以在预处理后的定向碳纳米管表面负载尺寸细小(5-10nm)、数目众多且分布均匀的二氧化铈颗粒层(厚度为20nm左右)。通过高温氧化可去除作为载体的碳纳米管,由此可以得到二氧化铈纳米管和纳米棒。最后,对CeO2/ACNTs的光致发光特性进行了研究,表明负载的二氧化铈颗粒能增强碳纳米管的发射光谱的强度;在环保领域,CeO2/CNTs是良好的吸附Cr(Ⅵ)离子和氟离子的吸附剂,它的吸附性能优于活性炭和氧化铝等,并受溶液pH值,二氧化铈负载量等因素影响。将CeO2/ACNTs与铂/活性炭(Pt/C)催化剂混合后作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的阳极催化剂,测量了燃料为H2+100ppmCO时电池的性能。结果表明,与Pt/C催化剂中毒时性能相比,质子交换膜燃料电池的性能有了显著的提高,表明CeO2/ACNTs这种催化剂具有良好的抗CO中毒能力。