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氮掺杂可以调控碳纳米管的电子结构及表面性质，以-NO2,石墨氮及-NH2等形式进行掺杂的含氮官能团可提高碳纳米管的氧还原催化活性、赝电容、润湿性能及供电子特性。
N-MWCNTS在ORR中的应用
氮元素的价电子比碳元素多，进入碳纳米管晶格后，一方面增强碳纳米管表面的电子流动性，另一方面使周围C原子的正电荷密度增加，可实现较低电位下氧的吸附解离，因而具有ORR催化活性。并且N-CNTs稳定性好，耐甲醇能力强，甚至可与Pt相媲美。此外，ORR反应为锂空气电池放电过程，N-CNTs具有较高的电导率且可形成网络结构，可作为锂空气电池的正极材料。
N-MWCNTS在超级电容器中的应用
氮原子掺杂可降低能级带宽，增强电子流动性。N官能团作为电子供体，具有碱性特性。另外，含氮官能团会改善材料的润湿性能，因而N-CNTs具有较好的超级电容器性能。
N-MWCNTs作为支撑材料的应用
氮掺杂多壁碳纳米管能活化CNTs表面，电子亲和力强的氮原子可作为额外的成核位点，因此，N-CNTs可作为贵金属催化剂的支撑材料。