塑料工业的发展在推动技术创新、经济增长和社会进步方面发挥了关键作用[1],[2]。由于价格低廉、种类多样、产量丰富以及长期耐用性等优点，塑料与人们的日常生活密切相关，对其的需求逐年增加[3],[4]。然而，只有少量塑料制品在使用后被回收，大部分仍残留在环境中，造成严重的环境污染[5],[6]。由于难以自然降解，传统的塑料废物填埋方法存在二次污染、效率低下和经济效益差等问题[7],[8],[9]。近年来，通过热处理和催化方法进行化学回收，在经济可行地利用塑料废弃物生产化学品或燃料方面取得了显著进展[10],[11],[12]。作为卷曲石墨烯的CNTs具有独特的空心纳米结构，以及轻质、高长径比和良好导电性的特点，被广泛应用于材料、机械、电气和光学领域[13],[14],[15]。通过化学回收策略将塑料废弃物转化为CNTs，不仅减轻了环境污染，还促进了高价值化学品的生产，标志着环保发展的重大进步[16],[17]。
采用两阶段反应器通过化学气相沉积（CVD）方法从塑料废弃物中制备CNTs[18],[19]：在第一阶段，塑料废弃物在500-800 °C下热解，产生的热解气体中含有多种碳氢化合物；在第二阶段，催化剂在600-900 °C下促进热解气体的深度分解，碳原子的形成和积累促进了CNTs在催化剂表面的生长。反应温度和使用的Fe、Co或Ni催化剂类型会影响CNTs的形态、产率和质量[20],[21]。Yao等人[22]使用聚丙烯（PP）制备了Fe-Ni催化剂用于CNTs合成，发现600 °C时催化剂活性较低，导致热解气体分解不完全，主要生成无定形碳；高于700 °C的温度是合成均匀且生长良好的CNTs的关键。Acomb等人[23]使用Fe-, Co-, Ni-和Cu-Al2O3催化剂制备了PE基CNTs，发现这些催化剂与载体的相互作用不同，对CNTs的生长有显著影响。Fe-Al2O3和Ni-Al2O3表现出适中的金属-载体相互作用，既不像Co-Al2O3那样过强，也不像Cu-Al2O3那样过弱，有利于CNTs的形成。研究表明，精心设计的催化剂可以调节金属-载体相互作用，优化从塑料废弃物中合成CNTs的过程。ZrO2具有热稳定性和低成本的优势，常被用作载体，以改善活性金属的分散性和金属-载体相互作用[24],[25]。Sun等人[26]以及Qi等人[27],[28]研究了ZrO2或基于Zr的载体对Fe基催化剂在塑料废弃物中合成CNTs性能的影响，发现载体中的Zr有助于促进长而直的CNTs生长。CNTs的形态、数量和质量对于其与金属的协同作用以及电化学性能至关重要[29],[30]。
由于CNTs优异的导电性，它们在电化学和电催化领域成为研究热点[31],[32]。在之前的研究中[33]，制备了Fe-Mn氧化物和Fe-Mn/CNTs用于能量存储应用。与Fe-Mn氧化物相比，Fe-Mn/CNTs表现出更高的比电容和更低的电化学阻抗，这归因于CNTs的存在，它们提高了电荷传输速率，从而增强了能量存储能力。本文利用塑料废弃物调节Fe-ZrO2催化剂表面的CNTs沉积，以改善其OER电催化性能。首先制备了不同形态和晶体结构的ZrO2载体，然后通过CVD方法和两阶段反应器在Fe-ZrO2催化剂上沉积CNTs；最后通过H2-TPR、N2物理吸附、XRD、SEM-EDS、TEM、TG-DSC和OER测试详细表征了Fe-ZrO2催化剂及CNTs的性能，深入探讨了CNTs在CNTs生长中的作用以及CNTs沉积对电催化性能的提升作用。这项工作为塑料废弃物的回收和升级为新型电极材料提供了新的视角。
