用碳纳米管作阴极的平板光源

我们研制了用碳纳米管为阴极的二极结构的平板光源，碳纳米管阴极是用热化学气相沉积法生长在Si片衬底上的。SEM和TEM显示所生长的碳纳米管是无序排列的多壁碳纳米管。我们测试了光源的I-V特性、均匀性和亮度。结果显示用碳纳米管为阴极的二极结构的平板光源是很有应用潜力的。     

基于丝网印刷大面积碳纳米管阴极场发射的研究

针对碳纳米管(CNT)阴极场发射均匀性这一关键难题，根据CNT场发射理论制备了一种新型碳纳米管阴极印刷浆料．实验表明：质量分数约为20％的纯化CNT与4．2％的导电氧化物粘接材料混合形成的印刷浆料，其阴极具有较佳的发射均匀特性．用丝网印刷技术制作成的大面积(对于线长度大于12．5cm)阴极，再经过快速烧结技术及两步后处理工艺，既能除掉粘接材料又能使CNT很好地与衬底固定，并使碳纳米管部分直立和充分暴露，进一步改善了发射均匀性．该均匀发射的阴极开启场为2．0V／μm，在电场强度为2．5V／μm下，电流密度为35mA／mm^2，发光亮度为300cd／m^2，场发射电流稳定，其波动性小于4．5％．该阴极可望应用于场致发射显示器，液晶显示的背光源、电光源等器件。     

碳纳米管阴极场致发射的电场数值模拟

利用Visual FORTRAN语言，对碳纳米管阴极的外电势分布和电场强度分布进行了数值模拟．采用非等间距的网格划分对碳纳米管尖端附近进行细致的划分处理，并利用等参有限元方法进行了模拟计算．分析了碳纳米管尖端局部电场强度的增强效应和相邻碳纳米管之间的电场屏蔽现象．讨论了碳纳米管电场强度随管间距变化的关系以及碳纳米管尖端电场强度随半径变化的关系。     

新型圆柱结构的场发射碳纳米管发光管

设计了一种新型结构的场发射碳纳米管发光管，采用热解法直接生长在钨丝上的碳纳米管作为发光管阴极，获得了新的碳纳米管生长工艺．扫描电子显微镜的表面形貌分析表明，钨丝上碳纳米管的顶端有许多分叉．在常温且真空度为10-4Pa的条件下，测试了钨丝上碳纳米管的电流-电压发射特性，测得开启电场强度为1．25V／μm左右．当电场强度为2．0V／μm时，电流密度可迭320A／m^2．测试了发光管的发光特性，当电压为300V时，亮度可达1600cd／m^2．这种低成本、低耗能、高亮度的新结构碳纳米管发光管，有效地提高了场发射效率和发光亮度，可用于交通指示和大屏幕显示器．     

三极平板显示器的高真空封装

结合高温烧结工艺和低熔点玻璃粉封接技术，实现了三极结构碳纳米管阴极的场致发射显示器的高真空平板封装．这种封装稳定可靠且成本低廉，具有良好的器件密封性能．已经研制出三极结构的碳纳米管场致发射显示器样品，所研制的样品具有良好的栅极控制特性以及比较高的显示亮度．     

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．     

碳纳米管场发射显示屏栅极工艺的研究

利用优质云母板作为栅极结构基底材料，结合简单的丝网印刷工艺将导电银浆制作成条状栅极，制作了新型的栅极结构；采用高温分解方法制备了碳纳米管薄膜阴极，制作了三极结构碳纳米管阴极平板显示屏样品。该样品具有良好的场致发射特性以及栅极控制能力。利用这种新型的栅极结构，能够克服整体器件高温封装所带来的技术困难，避免碳纳米管阴极和阳极荧光粉的损伤，实现了稳定可靠的高温封装，具备了制作大面积场致发射器件的潜力。     

氮掺杂碳基非金属催化剂的制备、表征及氧还原活性的研究

燃料电池是一种清洁高效的发电装置,然而其阴极氧还原反应(ORR)动力学缓慢,往往需要贵金属作为催化剂,制约了燃料电池的应用与发展。为了寻找相对廉价高效的氧还原催化剂,本研究以多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,制备了氮掺杂碳纳米管外包多孔碳(CNTs@MPC-N)催化剂。通过X-射线衍射(XRD)分析,证明了碳纳米管外壁所包裹的碳层为无定型碳;X-射线光电子能谱(XPS)分析结果表明,N元素成功掺入到了催化剂中。采用透射电镜(TEM)和电化学线性扫描(LSV)等对催化剂的形态和电化学性能进行了表征,结果表明:该催化剂催化氧还原反应过程为4电子过程,碳层的包覆有利于氮元素的掺杂,与其他氮掺杂碳基非金属催化剂相比,氮含量提高了2%~3%。本研究为提高掺杂氮含量提供了新的方法,基于目前的研究现状,展望了氮掺杂碳基非金属催化剂在燃料电池中的应用前景及未来的发展趋势。     

碳纳米管场发射器件放气特性分析及其对场发射性能的影响

为了研究场发射冷阴极电流跌落机制,采用四极质谱仪实时分析的方法研究了碳纳米管阴极场发射器件的放气特性及工作状态下器件内残余气体对阴极场发射性能的影响.结果表明:碳纳米管阴极场发射器件工作时,放出气体的主要成份是H_2,CO_2,CO;随着阴极发射电流密度的增加,气体成份的分压也随着增加.碳纳米管阴极的场发射性能,例如开启场强、阈值场强和场发射电流密度都与放出气体压强密切相关.碳纳米管阴极在压强为2.1×10~(-3)Pa的残余气体环境下工作1.5 h后,开启场强和阈值场强相应增加了29.4%和50.0%.阴极受残余气体影响,一方面阴极发射材料表面功函数增加;另一方面阴极发射体场增强因子减小.增大的功函数和减小的场增强因子降低了阴极的场发射性能.因此,场发射器件放气是阴极电流跌落的重要原因.     

燃料电池型反应器中苯氧化制备苯酣

在氢氧燃料电池型反应器中进行苯氧化制备苯酚的研究。分别以石墨、炭黑和碳纳米管作为阴极催化材料，以聚四氟乳液为粘合剂，通过热压法制成催化电极，并用于苯氧化制备苯酚。结果表明：石墨活性过低、碳纳米管活性高，但苯酚的累计生成量很低，说明生成苯酚的电流效率低；炭黑作为阴极催化剂时，电流值和苯酚的累计生成量均较高，即炭黑较适宜用作氢氧燃料电池苯氧化制备苯酚的阴极催化剂。另外，较高氧气操作分压有利于苯酚的生成。     

氨解对溶胶-凝胶法合成Ti(C,N)纳米粉末的影响

以TiO(OH）2溶胶和炭黑为原料,经氨解溶液－凝胶工艺和碳热还原法合成了粒径为50－200nm的分散性能良好的Ti（C,N）粉末,该粉末是由一个富C和一个富N的两个Ti（C,N）分相组成的,氨解可破坏凝胶中TiO2的网络结构,导致凝胶粒子细化及反应活性提高,也是使Ti(C,N)出现分相的主要原因。     

碳纳米管/炭黑并用导电橡胶的制备与性能研究

文章基于溶液共混法,制成了一种新型的碳纳米管/炭黑/硅胶多相复合材料.实验利用TEM、压阻测试平台等手段表征和分析了碳纳米管的功能化、添加比例对复合材料性能的影响.实验结果表明:功能化可以有效改善碳纳米管的表面特性,进而改善其在聚合物中的分散性;不同维度纳米材料(碳纳米管/炭黑)的并用会在橡胶体系中形成“葡萄串”结构,...     

负载TiO2的碳纳米管光催化降解腈纶废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了负载二氧化钛的多壁碳纳米管,对其结构进行了X-射线粉末衍射(XRD)、透射电镜表征, 并且还探讨了负载二氧化钛的碳纳米管用于腈纶废水的处理.实验结果表明,该种催化剂具有很好的光催化活性.以300 W中压汞灯为光源,在250 mL的腈纶废水中加入100 mg负载有TiO2的碳管光催化处理1h,废水的CODcr去除率达22%;经Fenton试剂进行预处理后,加入150 mg载有TiO2 的碳纳米管进行光催化实验,经光催化氧化3 h后,CODcr去除率达到90%,处理效果非常明显.可见Fenton试剂预处理与TiO2光催化联合使用,对含腈废水中的难降解有机物去除效果好,具有一定的实用性.     

催化裂解法制备大孔径碳纳米管

Ni-Cu-Al催化剂中加入少量碳酸钠,催化裂解甲烷制备了大孔径碳纳米管,碳纳米管的产量为2.4g/g.cat。用这种方法制备的碳纳米管的内径约为20 nm~60 nm,外径约为40 nm~80nm。用扫描电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)研究了碳纳米管的形貌和微结构。分析结果表明:用这种方法制备的碳纳米管不仅内径较大而且石墨化程度较高。碳酸钠的加入引起了甲烷转化率和碳产率的轻微下降。实验结果表明:碳酸钠是一种温和的毒物,它能影响Ni-Cu-Al催化剂的催化活性,导致大孔径碳纳米管的生成。文中还讨论了大孔径碳纳米管的生长机理。     

渗碳滴剂的热解特性及碳黑的形成过程

采用正交试验法，对滴注式气体渗碳（尤其是深层渗碳）过程中的６种常用滴剂进行了观察研究。结果表明，不同滴剂的热分解特性不同，碳黑的形成机制亦不同；正确地选择滴剂、滴量和工艺参数，能够有效地调节碳黑析出和控制渗碳质量。     

微波法制备碳纳米管负载ZnCdS纳米粒子及其光催化性能

用微波法制备了碳纳米管负载ZnCdS纳米复合材料(ZnCdS/CNTs).通过扫描电子显微镜(SEM),透射电镜(TEM)和X-射线粉末衍射(XRD)测试表明:平均粒径为25 nm六方纤锌矿结构的ZnCdS纳米粒子均匀分散在碳纳米管表面.ZnCdS/CNTs纳米复合材料在可见光下光催化降解甲基橙和罗丹明溶液.结果表明:催化剂用量为0.02g/L条件下,对初始浓度均为100mg/L的甲基橙和罗丹明溶液进行可见光光照50min后,降解率分别达到97%和96.7%;催化剂重复使用3次后,光照50min后甲基橙和罗丹明的降解率仍可达到92%和91%.     

修饰碳纳米管对硼酚醛树脂摩擦性能的影响

采用共价接枝法制备了羧基化碳纳米管(MWCNTs -COOH)、二氨基二苯基甲烷修饰碳纳米管( MWCNTs -DDM)、硼酸化碳纳米管(MWCNTs- Borate)修饰碳纳米管(MWCNTs).通过原位聚合的方法制备了修饰碳纳米管/硼酚醛树脂.使用3种碳纳米管改性的树脂制备了摩擦材料并研究了其摩擦性能.结果表明,修饰碳纳米管的加入,有助于提高摩擦材料摩擦系数的稳定性,减小磨损率,改善热衰退性.其中添加质量分数为1％的MWCNTs- Borate的情况改善最大,磨损率减小43.2％,摩擦系数和磨损率衰退率仅为10.3％和28.6％,摩擦表面保持完好.     

纳米碳管铝基复合材料组织与性能的研究

试验采用搅拌铸造法制备了纳米碳管增强铝基复合材料,对其显微组织、硬度、抗拉强度和电阻率进行了研究.结果表明：纳米碳管的加入能够细化复合材料晶粒,表面镀铜后可以抑制基体与增强体之间的界面反应,避免脆性碳化物的生成;复合材料的硬度和抗拉强度随着纳米碳管加入量的增加先增加后减小,纳米碳管的质量分数为1.0%时,达到最大值,与基体相比分别增加了34.8%和34.4%;纳米碳管的加入对基体的导电性影响不大.     

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.     

聚苯乙烯/碳纳米管复合材料的力学性能与结构

研究了聚苯乙烯／碳纳米管复合材料的力学性能，探讨了该材料的微观结构与性能之间的关系，结果表明，在碳纳米管加入量为1.0%时，复合材料的拉伸强度和冲击韧性较高，综合性能达到最佳，此时，碳纳米管在基体中呈纳米级分布，而且碳纳米管对苯乙烯的聚合过程没有阻碍作用。