层间耦合对多壁碳纳米管电子结构的影响

研究了耦合效应对多壁碳纳米管电子结构的影响.采用π-轨道紧束缚模型.计算结果表明,层间耦合使多壁碳纳米管的能带分裂,能级简并度降低,同时使多壁碳纳米管的带隙减小,小的带隙确保了每层中都存在振动模式,多数激发态电子通过相邻管的快速振动转化能量而产生无辐射跃迁,使其荧光很难观察到.     

多壁碳纳米管与基体之间界面热输运分子动力学模拟

碳纳米管与基体之间的热耦合对纳米结构界面热输运起主导作用。采用非平衡态分子动力学模拟了垂直生长多壁碳纳米管与Si基体之间的热耦合,得到界面热导的温度效应和作用力效应并利用声子输运理论进行了分析。低温下多壁碳纳米管与Si之间声子的态密度匹配较好,界面热输运能力主要取决于界面两侧低频声子的耦合振动,高温下近界面区域内热输运能力受高频声子的非弹性散射影响而逐渐增强。随着范德瓦尔斯力增强,界面热导线性增大。     

弹性介质中多壁碳纳米管扭转屈曲的近似分析

研究了弹性介质中多壁碳纳米管的扭转屈曲,同时考虑了周边弹性介质和范德华力的影响.运用连续介质力学理论,提出了分析多壁碳纳米管扭转屈曲的多层弹性壳模型.基于这一模型,给出了用较少层的弹性壳模型代替多壁碳纳米管的近似分析方法.当N 层碳纳米管的径厚比大于5时,N层碳纳米管可以近似地等效于一个单壁碳纳米管,其等效弯曲刚度和厚度分别是单壁碳纳米管的(10N-9)倍和Ⅳ倍.最后,通过数值计算估计了多壁碳纳米管的临界屈曲扭矩.结果表明,该近似方法是简单、有效的.     

多壁碳纳米管/聚丙烯酸复合材料的制备及表征

采用化学气相沉积法(CVD)制备多壁碳纳米管(MWNTs),并用酸纯化多壁碳纳米管(MWNTs).为了改进碳纳米管在聚合物中的性能,采用化学修饰法制备了多壁碳纳米管/聚丙烯酸(MWNTs/PAA)复合材料,并用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和红外光谱(FT-IR)对其进行了表征.实验结果表明,聚丙烯酸能均匀地包覆在碳纳米管表面,而且多壁碳纳米管/聚丙烯酸复合材料能很好地分散在水和苯丙乳液中.     

十六烷基胺-多壁碳纳米管复合物的制备及NO吸附性能

为制备在室温下对NO吸附性能优异的材料,采用十六烷基胺并通过化学缩合的方法对多壁碳纳米管进行了修饰,制备了十六烷基胺-多壁碳纳米管复合物,并分别采用TG-DSC,XRD,FT-IR,Raman,SEM等技术对所制备的复合物进行了表征.研究表明:十六烷基胺通过酰胺键修饰在多壁碳纳米管表面,经十六烷基胺修饰的碳纳米管结构基本没有发生变化.原位TG-MS结果表明:在室温下,经十六烷基胺修饰的多壁碳纳米管的NO吸附量是纯碳纳米管的8.58倍,其选择性吸附NO能力较纯碳纳米管明显提高.原因是十六烷基胺修饰的多壁碳纳米管n型电导能力增强,而使受电子体NO分子易与修饰的碳纳米管作用并发生化学吸附.     

羟基化碳纳米管/聚己内酯复合材料的结构和力学性能!

将羟基化多壁碳纳米管在超声波作用下均匀分散于己内酯单体中,通过原位微波辅助开环聚合的方法制备了聚己内酯/羟基化多壁碳纳米管复合材料.羟基化多壁碳纳米管的引入明显提高了聚己内酯材料的强度和模量,但是断裂伸长率却随着羟基化多壁碳纳米管含量的增加而持续降低.羟基化多壁碳纳米管的质量分数为0.5%时,纳米复合材料的拉伸强度和杨氏模量可提高至纯聚己内酯材料的2倍.利用扫描电镜、X线衍射、红外光谱和示差扫描量热分析揭示了纳米复合材料断裂形貌、结晶情况和热性质,进而探讨了羟基化多壁碳纳米管对提高力学性能的作用机制.     

多壁碳纳米管——聚乙二醇复合材料缓释氧氟沙星

 作为第3代氟诺酮类合成抗菌药,氧氟沙星的抗菌谱广、抗菌活性强、口服吸收完全、体内分布广、生物利用度高.但氧氟沙星有效抑菌浓度低,对多数致病菌的MIC₉₀在1μg·mL^-1内,因此制备更为安全有效的氧氟沙星缓释制剂十分必要.本文采用微波辅助硝酸氧化法修饰了多壁碳纳米管引入羧基,制备了氧化多壁碳纳米管.在对甲苯磺酸催化下,以聚乙二醇修饰了氧化多壁碳纳米管,制备了分散性能较好的多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料.以多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料为药物载体、氧氟沙星为模型药物,考查了多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料的载药释药性能.研究结果表明：多壁碳纳米管-聚乙二醇复合材料具有较大的载药率,达92.8%;在磷酸缓冲溶液(pH=7.4)中,24h内可持续稳定缓慢释放氧氟沙星.     

碳纳米管对扭曲向列相液晶显示模式电-光性能的影响

选用单壁及多壁碳纳米管掺杂在液晶中制备了扭曲向列相液晶显示模式液晶盒,采用液晶综合参数测试仪研究了单壁及多壁碳纳米管对扭曲向列相液晶显示模式液晶盒的驱动电压、对比度及响应时间的影响. 结果表明:单壁及多壁碳纳米管的加入均能显著降低扭曲向列相液晶显示模式液晶盒的驱动电压,但对比度也有较大幅度的降低. 掺杂单壁碳纳米管的液晶盒的开态及关态响应时间均有一定程度的增加,而掺杂多壁碳纳米管的液晶盒关态响应时间基本上有所降低,开态响应时间没有明显的变化规律.     

不同预处理对多壁碳纳米管储氢性能的影响

研究了经不同预处理后多壁碳纳米管的储氢性能.结果表明:多壁碳纳米管的吸附量在0～12 MPa范围内有一个极大值,极值点的压力和吸附量与样品的种类,处理方法等密切相关;不同量不同碱金属的掺杂对多壁碳纳米管吸附的影响稍有不同;加热活化对提高多壁碳纳米管的吸附量很有效,常温下,在将近9 MPa的平衡压力下,可以达到4.48%...     

多壁碳纳米管对水冻结过冷度影响的试验研究

无机相变材料在冻结相变过程中普遍存在着过冷现象,限制其应用和发展.针对水过冷问题,试验研究多壁碳纳米管对水冻结相变过冷度的影响,试验给出了纯水和多壁碳纳米管/水系统在水冻结过程中的温度变化特征,重点分析多壁碳纳米管的添加比对水冻结过冷度的影响.试验结果表明,多壁碳纳米管的加入可显著地降低水体冻结过冷度,并且随着添加比例的增加,水体冻结的过冷度将获得进一步的降低,有效地缩短了水冻结相变时间.     

Nanotechnology: 'buckypaper' from coaxial nanotubes

Double-walled carbon nanotubes are needed in a pure, highly crystalline form before features such as their electronic properties, thermal transport and mechanical behaviour can be investigated. Here we fabricate a paper-like material that consists of hexagonally packed bundles of clean, coaxial carbon nanotubes whose double walls vary little in diameter; it is prepared in high yields using chemical-vapour deposition with a conditioning catalyst and two-step purification. Our results will enable investigation of the physical properties of double-walled carbon nanotubes, which are predicted to be superior to those of both their single- and multiwalled relatives.     

Determination of electron orbital magnetic moments in carbon nanotubes

The remarkable transport properties of carbon nanotubes (CNTs) are determined by their unusual electronic structure. The electronic states of a carbon nanotube form one-dimensional electron and hole sub-bands, which, in general, are separated by an energy gap. States near the energy gap are predicted to have an orbital magnetic moment, mu(orb), that is much larger than the Bohr magneton (the magnetic moment of an electron due to its spin). This large moment is due to the motion of electrons around the circumference of the nanotube, and is thought to play a role in the magnetic susceptibility of CNTs and the magnetoresistance observed in large multiwalled CNTs. But the coupling between magnetic field and the electronic states of individual nanotubes remains to be quantified experimentally. Here we report electrical measurements of relatively small diameter (2-5 nm) individual CNTs in the presence of an axial magnetic field. We observe field-induced energy shifts of electronic states and the associated changes in sub-band structure, which enable us to confirm quantitatively the predicted values for mu(orb).     

碳纳米管在不锈钢衬底上生长电化学应用

将不锈钢衬底进行适当的预处理,采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方法,在适当的工艺条件下,利用甲烷与氢气的混和气体,在不锈钢衬底上生长出多壁碳纳米管(MWCNT).将生长有碳纳米管(CNT)的不锈钢片作为基体电极,通过共价修饰法,制备出壳聚糖(CS)与碳纳米管复合膜的化学修饰电极,用来检测亚硝酸盐.对NO2-在电极表面的阳极溶出伏安特性进行研究,结果表明:使用CS/CNT修饰电极检测亚硝酸盐,在0.1 mol/L,pH=6.0的KCl底液中,对NO2-具有良好的选择性与吸附性,峰电流与NO2-的浓度在2.0×10-6~1.0×10-3mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限可达3.0×10-7mol/L,具有很好的应用前景.     

Field emission study of CNTs on metal tips

The field emission characteristics of multiwalled carbon nanotubes grown on metal tips are studied at various temperatures. It is found that emission current at a given applied electric field increased with the temperature, and the stability of the current did not change. The dependence upon temperature varies quite differently with the metal substrates. This may result from the asymmetry of the CNTs and the interface effect between CNT and underlay.     

Small Diameter Few- Walled Carbon Nanotubes： An Alternative for Single Walled nanotubes in Bulk Applications

1 Introduction Fig.1 High resolution TEM image of FWNTs Although Single walled carbon nanotubes have shown tremendous potential in many applications due to their unique electrical and mechanical properties, the lack of a large scale synthesis method at low cost is still the main limiting factor for the realization of the full potential of this unique materials. On the other hand, multiwalled carbon nanotubes are being made in tons per year quantity and found their application in conducting…     

碳纳米管生物毒理作用的研究进展

随着碳纳米管在工业制造、纳米技术和生物医学等各个领域的广泛应用,碳纳米管已经以各种不同的方式进入我们的环境和身体,因此我们对碳纳米管可能给人们带来的健康与安全性能必需要有足够的认识.本文就碳纳米管的背景知识及近年来国内外对碳纳米管的毒理作用和染毒方法的研究进行综述,为人们进一步认识和更好地应用碳纳米管提供相关依据.     

非磁性杂质对碳纳米管态密度的影响研究

针对非磁性杂质对碳纳米管的影响问题作了系统理论的分析,为设计和实现具有优良性能的基于碳纳米管的量子器件提供理论依据.应用格林函数方法计算态密度的结果表明,单个点缺陷在碳纳米管中引起准束缚态;给出准束缚态能级和峰宽的解析公式,分析它们与碳纳米管手型和直径之间的关系;逐点计算局域态密度发现,在实空间准束缚态是一个非常局域化...     

非磁性杂质对碳纳米管态密度的影响研究

针对非磁性杂质对碳纳米管的影响问题作了系统理论的分析,为设计和实现具有优良性能的基于碳纳米管的量子器件提供理论依据.应用格林函数方法计算态密度的结果表明,单个点缺陷在碳纳米管中引起准束缚态;给出准束缚态能级和峰宽的解析公式,分析它们与碳纳米管手型和直径之间的关系;逐点计算局域态密度发现,在实空间准束缚态是一个非常局域化的效应,离开缺陷即迅速衰减.同时,缺陷在碳纳米管中会引起Friedel振荡,其方向与碳纳米管手型有关.     

PtSn/MWCNTs纳米催化剂的制备及其对甲醇的电催化氧化

以乙二醇和甲酸钠为还原剂，用间歇式微波加热法快速制备了担载在多壁碳纳米管上的直接甲醇燃料电池阳极催化剂PtSn/MWCNTs.透射电镜（TEM）和X-射线衍射（XRD）测试结果表明，PtSn粒子在MWCNTs上高度分散，平均粒径约为3.2 nm.循环伏安和计时电流实验表明，PtSn/MWCNTs电催化剂较之Pt/MWCNTs有更好的对甲醇氧化催化活性和更强的抗毒化能力.