碳纳米管的结构、制备、物性和应用

综述了碳纳米管的研究进展，简单地介绍了单层碳纳米管和多层碳纳米管的基本形貌、结构及其表征，列举了几种主要的制备方法以及特点，介绍了碳纳米管优异的物理化学性质，以及在各个领域中潜在的应用前景.     

新型碳纳米管的结构模型和生长机制

在铁粒子管路上由热摧化分解的乙炔而生成的碳纳米管已曾研究，我们在这里描述已必经锻练处理后的碳纳米管的电子显微镜所成的象，除原已报告过的碳纳米管外，我们首次发现它的别外两个新的类别，其一是内部空中但由许多不规则的多层膜间隔的纳米管，特别是管理的条纹不     

碳纳米管的表征手段研究

碳纳米管可以近似看作由石墨的碳原子层卷曲而成的无缝、中空的管体.各种方法制备出来的碳纳米管在形态、用途等方面都不同.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和激光拉曼光谱各种表征手段对碳纳米管的形态、结构等进行观察和分析.     

碳纳米管的结构、制备及修饰

本文详细介绍了碳纳米管的特殊结构，各种不同的制备方法，以及在共价修饰和化学修饰的各种方法．对碳纳米管应用作出展望。     

纳米结构与纳米材料：合成、性质与应用

本书介绍了纳米结构和纳米材料的合成与制造，包括性质与应用，特别是无机物纳米材料。对于零维、一维和二维的纳米结构以及特殊的纳米材料（碳纳米管、有序中间多孔氧化物），以及在化学工艺和光刻技术这两个方面的应用作了介绍。     

碳纳米管科学 合成、性能及应用

碳纳米管已经成为现代科学热门的发展领域。分子尺度上的碳纳米管是最强的刚性纤维，具有显著的电学性能：在医药、传感等很多领域有广阔的应用前景。本书对碳纳米管学科做最简练的综述，介绍该领域基础的知识。     

基于能量法的单层固支碳纳米管频率预测

以非局部弹性理论为基础,同时考虑碳纳米管小尺度效应,采用欧拉-伯努利梁模型建立有外加预应力情况下单层碳纳米管的动力学控制方程,并给出其振动频率精确解,进而基于能量法给出单层碳纳米管振动频率近似解,最后通过具体算例将其精确解与近似解进行比较。结果表明,外加预应力的大小、碳纳米管模态数以及小尺度参数均影响单层碳纳米管振动频率预测值的准确性。     

碳纳米管上沉积铂工艺的研究

对碳纳米管上沉积纳米级金属铂颗粒的工艺进行了探索性的研究。经处理后的碳纳米管与氯铂酸乙醇溶液 ,在一定温度时缓慢加入 H2 O2 ,Na2 S2 O4溶剂 ,然后在室温下电磁搅拌 ,清洗、过滤 ,烘干后的黑色粉末放置管式炉中在氮气气氛下保温。经 X射线衍射 (XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜 (TEM)的检测结果表明 ,沉积在碳纳米管上的铂颗粒尺寸细小 ,分布均匀 ,无铂颗粒大块聚集。这为碳纳米管作为催化剂载体的研究奠定了基础     

有机/无机杂化网络结构表面改性多壁碳纳米管研究

通过原子转移自由基聚合,在多壁碳纳米管的表面接枝了反应性单体γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷,并进一步与正硅酸乙酯进行共水解反应.热失重分析(TG)结果表明,水解产物中碳纳米管的热稳定性较水解前有显著的提高.透射电子显微镜(TEM)以及傅立叶红外光谱(FTIR)观测结果显示,在碳纳米管表面形成了有机/无机杂化网络结构层.     

不同过渡层和电场方向对碳纳米管或纤维生长的影响

利用等离子体增强化学气相沉积系统沉积了碳纳米管或纤维，并用扫描电子显微镜研究了它们的生长和结构．为避免碳纳米管或纤维在生长过程中从衬底Si表面上脱落，先在Si表面上溅射沉积了金属过渡层Ti或Ta，然后再沉积催化剂NiFe．结果发现Ti和Ta过渡层对碳纳米管或纤维的结构有很大的影响．另外，还发现衬底Si放在支架的不同位置，碳纳米管或纤维的生长方向不同，这可能是由于辉光放电产生的非均匀电场所致．对不同过渡层和电场方向对碳纳米管或纤维生长的影响进行了分析和讨论．     

甲基修饰单壁碳纳米管的几何结构、束缚能和电子结构

采用brenner经验势通过计算甲基吸附在碳纳米管上吸附能的方法找到了甲基修饰单壁碳纳米管最稳定的几何结构，并且发现甲基吸附在单壁碳纳米管上吸附能随着碳纳米管的直径的增加而减少，最后运用从密度泛函紧束缚方法计算了甲基修饰碳纳米管的电子态密度，发现当甲基修饰碳纳米管后，碳纳米管在费米能级附近出现局域态，改变了碳纳米管的光电特性，因此，甲基修饰的单壁碳纳米管有可能成为制造纳米发光元器件重要原材料之一．     

碳纳米管空气阴极的制备及其光电催化性能

采用CVD法制备了碳纳米管（CNTs），并用X-射线衍射、TEM等方法进行表征．进一步得到碳纳米管空气阴极，用于降解活性艳红X-3B、处理农药废水和检测羟自由基的应用研究，并与碳黑空气阴极做了对比试验．结果表明：碳纳米管空气阴极较碳黑空气阴极有更强的光电催化性能，碳纳米管是一种具有很大发展潜力和广阔应用前景的新材料．     

碳分子线（C2-C4）在单壁碳纳米管中结构的第一性原理研究

采用第一性原理的密度泛函理论,对碳分子线团簇（C2～C4）及其在单壁碳纳米管（SWCNT）（4,4）,（5,5）中的几何结构性质进行了计算模拟．发现碳分子线（C2-C4）在不同直径的单壁碳纳米管中的键长是不同的,结果将对碳纳米管内部的力学性质研究提供帮助．     

层间耦合对多壁纳米碳管光学特性影响的研究

研究了耦合效应对多壁纳米碳管非线性光致发光的影响.采用π 轨道紧束缚模型,从理论上得到了层间耦合会减小多壁碳纳米管的带隙和电子跃迁几率.从而说明了多壁碳纳米管的荧光很难观察到的原因.     

定向生长碳纳米管的研究进展

由于碳纳米管具有独特的结构和性能，因而自从被发现以来一直受到人们的关注，近年来，已利用各种方法成合成出碳纳米管，特别是利用化学气相沉积（CVD）方法制备了高度准直的碳纳米管，实现了碳纳米管的定向生长，使得碳纳米管具有更加广泛的应用价值和研究价值。本文综述了近几年CVD定向生长碳纳米管的方法和生长机制，分析和讨论了不同制备方法对碳纳米管生长过程的影响，同时还着重分析了催化剂颗粒在碳纳米管的生长过程中对定向生长碳纳米管的作用。     

催化裂解法制备螺旋状碳纳米管的实验研究

在硅片上用直流溅射镀铁的方法制备催化剂 ,通过乙炔在 70 0°C下催化裂解制备碳纳米管 .对热解产物进行了扫描电镜观察和 X射线衍射测试 .本文通过对有氢气预处理和没有氢气预处理两种情况下催化裂解法制备的碳纳米管的形貌、管径大小等性质的研究 ,来初步揭示螺旋状碳纳米管的生长机理 .     

From Carbon Nanotube Crystals to Carbon Nanotube Flowers

We have investigated the very initial deposition stages of chemical vapor deposition （CVD） with ferrocene （Fe（CsH5）2） and xylene （C8H10） for growing carbon nanotubes, and made clear that the mechanism for the self-organization behaviors of nanotubes at different growth stages by this approach. For instance, the organization of nanotubes into flower-like structures at prolonged deposition is developed from the crystal-like structures formed at early growth stages, both of which are closely related to and determined by the very initial deposition stages of this CVD approach. Based on this approach, ways have been established to build up different architectures of carbon nanotubes, by controlling the initial deposition stages of the CVD process, with which we have realized the selective growth of self-organized carbon nanotube structures. This study provides a new idea for growing carbon nanotube architectures by CVD.     

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.     

Organic modification of carbon nanotubes

The organic modification of carbon nanotubes is a novel research field being developed recently. In this article, the history and newest progress of organic modification of carbon nanotubes are reviewed from two aspects:organic covalent modification and organic noncovalent modification of carbon nanotubes. The preparation and properties of organic modified carbon nanotubes are discussed in detail. In addition, the prospective development of organic modification of carbon nanotubes is suggested.