化学镀CuNiP-碳纳米管复合材料的制备与表征

用化学镀的方法在多壁碳纳米管表面沉积Cu—Ni—P合金,制备碳纳米管复合材料．并对制备出来的复合材料进行透射电子显微镜（TEM）和X-射线衍射（XRD）表征．通过XRD对已制备的化学镀合金分析．得出沉积铜为立方面心结构而镍是非晶态．TEM观察复合碳纳米管,发现在其表面沉积有分散均匀纳米级的金属颗粒,Cu-Ni-P合金呈球形．     

硅纳米孔柱阵列上低温无催化剂生长碳纳米管

采用化学气相沉积的方法在硅纳米孔柱阵列衬底上无催化剂生长出碳纳米管.分别在新制备的和制备后再在常温下自然氧化一周的硅纳米孔柱阵列衬底上进行无催化剂生长碳纳米管,结果发现新制备的硅纳米孔柱阵列表面没有碳纳米管长出,而自然氧化一周的硅纳米孔柱阵列表面有大量的碳纳米管出现.从硅纳米孔柱阵列的结构及表面氧化程度的不同加以分析,提出了无催化剂生长碳纳米管的生长机理,为在无金属催化剂条件下生长碳纳米管提供了一种新的方法.     

碳纳米管的合成与制备

金属纳米颗粒和碳纳米管是两种重要的纳米材料,要实现碳纳米管的大批量制备,必须首先解决催化剂连续投放问题和催化剂与产物及时导出的问题.通过特殊的反应装置和工艺可以实现碳纳米管的连续制备,从而达到低成本大批量制备碳纳米管的目的.本文采用一个简单的方法合成了铁钴(Fe/Co)纳米颗粒,并采用化学气相沉积法实现了碳纳米管的批量合成,纳米颗粒的尺寸分布均匀,碳纳米管管径均匀、高纯度、结构完美.合成的碳纳米管机械强度高,同时还有独特的金属或半导体导电性.     

科学新闻

制备分支碳纳米管阵列的新方法——气流波动法碳纳米管因其优良的电学和机械性能目前已广泛地被用来制作多种纳米电子器件,但是如何将这些独立的电子器件连接成一个功能系统,如纳米电路等,仍是纳米电子学领域的一大挑战。中科院化学所有机固体重点实验室刘云圻、朱道本研究组提出了一种新的制备方法来解决这一难题。他们发现气流波动能可控地制备分支碳纳米管阵列。同时通过改变气流的成分可以控制分支碳纳米管中各部分的化学组成。基于此,他们提出了分支碳纳米管形成的一种新机制。该方法简单可控,为分支碳纳米管用于制备未来的纳米集成电路提供了可能,并可能用于制备其它材料的分支纳米结构,对分支纳米结构的制备和纳米器件的集成具有重要意义。相关研究论文发表在2006年2月Nano Letters,6(2):186～192上。     

高分子/SiO_2双负载纳米钯催化加氢反应特性 Ⅰ.双负载纳米钯的制备与表征

作者采用配位转化方法,成功地制备了高分子/二氧化硅双重负载的纳米钯催化剂.运用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜对催化体系的表面形态、纳米钯粒子的分布及粒径进行了测定.结果表明,通过配位转化方法制备的钯粒子与没有高分子保护的钯粒子相比,其在SiO2表面呈良好的球形,尺寸较为均一.高分子在SiO2表面的包覆层厚度、高分子配位基与金属钯离子的比例等对钯粒子的尺寸分布及粒径大小均有影响.通过红外光谱对纳米钯微粒制备过程中高分子配位基团的结构测定,推测了其制备过程的原理.     

碳纳米管负载Ni催化剂制备碳纳米管的研究

将硝酸回流预处理过的碳纳米管载体直接浸入镀Ni溶液中,通过化学镀在其表面上沉积出Ni纳米颗粒,并将所制备的Ni/CNTs催化剂用于制备新的高纯度碳纳米管.实验结果表明,碳纳米管载体的酸预处理时间对Ni/CNTs催化剂在碳纳米管制备过程中的催化性能有很大的影响,从而影响所制备的碳纳米管的形态.当碳纳米管载体在稀硝酸中回流预处理0.5 h后,所对应的Ni/CNTs催化剂催化制备的碳纳米管存在严重的缺陷,其主要结构为竹节状和鱼骨型,同时部分碳纳米管在生长过程中分叉,成Y形结构;当碳纳米管载体经稀硝酸回流预处理6 h后,其对应的Ni/CNTs催化剂催化生长的碳纳米管粉体中,碳纳米管的形态均匀,中空,无任何隔膜,因此碳纳米管载体较长时间的酸回流预处理对催化剂的性能有明显的改善.而且相比纯的纳米Ni,Co以及Ni/SiQ2催化剂,Ni/CNTs催化剂在碳纳米管的制备过程中,具有更高的催化活性.     

高分子/SiO2双负载纳米钯催化加氢反应特性——I.双负载纳米钯的制备与表征

作者采用配位转化方法,成功地制备了高分子/二氧化硅双重负载的纳米钯催化剂.运用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜对催化体系的表面形态、纳米钯粒子的分布及粒径进行了测定.结果表明,通过配位转化方法制备的钯粒子与没有高分子保护的钯粒子相比,其在SiO2表面呈良好的球形,尺寸较为均一.高分子在SiO2表面的包覆层厚度、高分子配位基与金属钯离子的比例等对钯粒子的尺寸分布及粒径大小均有影响.通过红外光谱对纳米钯微粒制备过程中高分子配位基团的结构测定,推测了其制备过程的原理.     

脉冲激光沉积制备碳纳米材料进展

碳纳米结构的材料由于其优异的性能,已经成为当今材料科学的热点之一,而脉冲激光沉积法由于其独特的优点而越来越受到重视.作者阐述了用脉冲激光沉积法制备各种碳纳米结构的研究进展,包括类金刚石薄膜、碳纳米管和石墨烯.     

高分子／Si02双负载纳米钯催化加氢反应特性 Ⅰ.双负载纳米钯的制备与表征

作者采用配位转化方法，成功地制备了高分子／二氧化硅双重负载的纳米钯催化剂。运用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜对催化体系的表面形态、纳米钯粒子的分布及粒径进行了测定．结果表明，通过配位转化方法制备的钯粒子与没有高分子保护的钯粒子相比，其在SiO。表面呈良好的球形，尺寸较为均一。高分子在SiO。表面的包覆层厚度、高分子配位基与金属钯离子的比例等对钯粒子的尺寸分布及粒径大小均有影响。通过红外光谱对纳米钯微粒制备过程中高分子配位基团的结构测定，推测了其制备过程的原理。     

锗/氧化硅纳米多层膜的电致黄光发射研究

通过射频磁控溅射法制备了锗/氧化硅纳米多层薄膜.测量到了来自Au/锗/氧化硅纳米多层膜/p-Si结构的电致黄光发射,并发现该纳米结构具有整流特性.     

催化剂、基底对ECR-CVD法制备碳纳米管的影响

采用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积技术(ECR CVD),CH4和H2为气源,分别以Fe3O4,Co纳米粒子及Fe(NO)3溶胶为催化剂在多孔硅基底上制备了碳纳米管;在Si(111)和石英基底上以Fe3O4纳米粒子为催化剂实现了碳纳米管的生长·使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌、尺寸及结构进行表征·讨论了催化剂和基底对碳纳米管形貌、密度和取向性的影响·结果表明:催化剂影响碳纳米管的成核密度和生长速度,基底通过影响催化剂的特性和分布均匀性,对碳纳米管的形貌和生长模式产生重要影响,以Fe3O4为催化剂在多孔硅上实现了碳纳米管的最优定向生长·     

气流控制的碳纳米管的定向生长研究

通过严格控制气流的方向和催化剂颗粒的密度,加以利用材料自身的重力作用,用热化学气相沉积（T-CVD）的方法在硅衬底上制备了长度可控且与衬底平行的碳纳米管（CNTs）。并研究了催化剂的厚度,生长时间和重力等因素对碳纳米管定向生长的影响。利用扫描电镜对制备的碳纳米管进行了表征。     

Growth of graphite film over the tops of vertical carbon nanotubes using Ni/Ti/Si substrate

A substrate with Ni/Ti/Si structure was used to grow vertical carbon nanotubes (CNTs) with a graphite fihn over CNT tops by thermal chemical vapor deposition with CH₄ gas as carbon source. The carbon nanotubes and the substrate were characterized by a field emission scanning electron microscope for the morphologies, a transmission electron microscope for the microstructures, a Raman spectrograph for the ctystallinity, and an Auger electron spectrometer for the depth distribution of elements. The result shows that when the thickness ratio of Ni layer to Ti layer in substrate is about 1, a graphite film with relatively good quality can be formed on the CNT tops.     

Advanced technology for functionalization of carbon nanotubes

Functionalization of carbon nanotubes (CNTs) has attracted considerable interest in the fields of physics, chemistry, material science and biology. The functionalized CNTs exhibit improved properties enabling facile fabrication of novel nanomaterials and nanodevices. Most of the functionalization approaches developed at present could be categorized into the covalent attachment of functional groups and the non-covalent adsorption of various functional molecules onto the surface of CNTs. This review highlights recent development and our work in functionalization of carbon nanotubes, leading to bio-compatible CNTs, fluorescent CNTs and transition metal functionalized CNTs. These novel methods possess advantages such as simplified technical procedures and reduced cost of novel nanomaterials and nanodevices fabrication.     

基于包埋在DNA-碳纳米管复合物中的HRP修饰电极的过氧化氢传感器的研制

将辣根过氧化物酶(HRP)包埋于DNA-碳纳米管复合物中后再修饰到玻碳电极上制得过氧化氢传感器.DNA和碳纳米管的复合物为酶分子提供了一个生物兼容性很好的微环境,使HRP在电极上的生物活性大大增强.此修饰电极对过氧化氢的还原表现出了很好的催化能力,同时我们还对其它因素影响进行了研究.实验表明,此传感器能在很短的时间(5 s)内对过氧化氢有很好的响应.其检测线为2.0 mol/L,检测范围为10.0μmol/L～10.2mmol/L.     

Decoration of activated carbon nanotubes by assembling nano-silver

A facile solution processed strategy of synthesizing nano silver assembled on carbon nanotubes (CNTs) at room temperature was put forward. Activated carbon nanotubes were used as precursors for preparing silver-decorated nanotubes. The nature of the decorated nanotubes was studied using transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The inert surfaces of carbon nanotubes were activated by introducing catalytic nuclei via an oxidation-sensitization-activation approach. Activated carbon nanotubes catalyzed the metal deposition specifically onto their surfaces upon immersion in electroless plating baths. The method produced nanotubes decorated with silver. The extent of silver decoration was found to be dependent on fabrication conditions. Dense nano silver assembled on nanotube surfaces could be obtained by keeping a low reaction rate in the solution phase. The results here show that this method is an efficient and simple means of achieving carbon nanotubes being assembled by nano metal.     

悬臂碳纳米管纯弯问题的非局部弹性解

基于Eringen非局部弹性理论和圆柱壳半无矩理论,研究了悬臂碳纳米管的纯弯曲问题。计及小尺度效应的影响,给出了单臂碳纳米管的应力-应变关系,得到了内力场和位移场的理论解。研究结果表明,对半径较小的碳纳米管,尺度效应较为明显。随着碳纳米管的半径增大,尺度效应逐渐减小。当碳纳米管的半径大于或等于8 nm时,可以忽略尺度效应的影响。     

碳化硅纳米管几何结构和应变能的理论研究

本文采用密度泛函方法研究了碳化硅纳米管的几何结构和相对于3C-SiC的应变能。研究结果表明：1）碳化硅纳米管中的碳原子和硅原子分布在不同直径的两个圆柱面上，碳原子所在圆柱面的直径比硅原子的大，随着纳米管直径的增加这两个圆柱面的直径差别减小；2）在椅型和锯齿型碳化硅纳米管中均存在着长度不相等的两种共价键，随着纳米管直径的增加这两种共价键的键长趋于一致；3）碳化硅纳米管相对于3C-SiC的应变能均大于0．6eV，因此它是一种亚稳态，在适当的条件下有可能合成单壁碳化硅纳米管，但是其结构比较容易向闪锌矿结构转变．     

高亮度碳纳米管背光源的制备及特性研究

利用酸化及球磨工艺对碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)进行表面改性及分散处理,通过丝网印刷技术制备碳纳米管阴极并真空封装碳纳米管背光源原型器件.透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)分析表明,酸化及球磨处理后的碳纳米管表面产生管壁缺陷并分散均匀,有利于改善碳纳米管场发射性能.通过器件性能测试,亮度高达到5 000 cd·m-2,稳定发射35 h,发射电流无明显衰减.     

碳纳米管在碳纤维纸上的生长研究

采用酞菁铁(FePc)作为碳源和催化剂源,利用化学气相沉积(CVD)法在碳纤维纸(CFP)上生长碳纳米管(CNTs),从而制备了碳纳米管/碳纤维纸复合材料,并利用扫描电镜(SEM)测试、X射线衍射(XRD)测试、接触角测试、电导率测试和孔隙率测试等方法对其结构和性能进行了表征.结果表明,碳纳米管能在碳纤维纸表面生长;表面生长碳纳米管后,碳纤维纸的疏水性、孔隙率和电导率均有所提高.