单壁碳纳米管的拉伸变形和结构相关性

利用分子动力学方法研究了单壁碳纳米管拉伸变形行为，发现（8，8）～（22，22）单臂型碳纳米管和（9，0）～（29，0）锯齿型碳纳米管能在拉伸应变分别达到35％～38％和20％～27％的情况下仍处于弹性变形阶段，并从能量的角度解释了这一现象．分析了单壁碳纳米管管径和结构螺旋性对碳纳米管力学性质的影响．结果表明，碳纳米管的微观结构特征对其基本力学性质有着重要的影响．碳纳米管的杨氏模量在750-960GPa之间，并随着其半径的增加而减少；微观结构的影响使得锯齿形碳纳米管的模量高于单臂型碳纳米管．模拟结果显示，碳纳米管在拉伸过程中的结构变化特征不同于连续介质力学所描述的弹塑性断裂或脆性断裂．     

三种缺陷碳纳米管储氢性能分子动力学模拟研究

采用分子动力学（MD）方法对3种含有缺陷的椅式（5，5）、椅式（6，6）和齿式（10，0）碳纳米管储氢能力进行了模拟研究，考查了缺陷大小、缺陷位置、碳纳米管直径和螺旋性以及温度对碳纳米管储氢性能的影响．模拟结果表明；碳纳米管在80K时的储氢能力明显高于298K时的储氢能力；在相同条件下，直径较大的碳纳米管储氢性能优于直径较小的；当碳纳米管上的缺陷孔较小时，碳纳米管在室温下即可达到较高的储氢量，且缺陷位于碳纳米管端部时的储氢量大于缺陷位于管壁时的储氢量，而碳纳米管的螺旋性对储氢量影响较小；当缺陷孔的尺寸变大时，碳纳米管的储氢量明显下降，与此同时，碳纳米管的螺旋性对碳纳米管储氢量的影响趋于明显，而缺陷所在位置对储氢量的影响则相应减弱．     

稀土元素修饰催化剂对碳纳米管生长的影响

在催化裂解乙烯生长碳纳米管时，在将稀土元素加入过渡金属催化剂可使合成碳纳米管的温度降至560℃，在稀土元素影响温区（＜600℃），内，碳纳米管的产率可提高约250％，合成的碳纳米管直径随温度变化的测试表明，在反应温度为560℃时直径最小，约为10nm以下，且非晶碳颗粒最少。     

碳纳米管分子秤的理论研究

介绍了基于单根碳纳米管的纳米分子秤系统，以及其测量分子（团）质量的基本原理，建立了适用于该系统的纳米悬臂梁模型，通过求解系统的振动方程，研究了系统的固有频率与分子（团）质量之间的关系，用数值法计算了两者的函数曲线。结果表明，碳纳米管可以直接测量ｆｇ级的分子（团）质量，当分子（团）质量超过碳纳米管自身质量时，纳米分子秤变得不够灵敏。     

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。     

硅掺杂碳纳米管的第一原理研究

采用密度泛函理论研究了纯（5,5）碳纳米管和硅掺杂（5,5）碳纳米管的几何结构和电子结构,计算了硅掺杂后碳纳米管局部结构的变化、硅掺杂碳纳米管的形成能和表面的电荷分布,以及硅原子掺杂前后碳纳米管的差分电荷密度。研究结果表明硅原子掺杂对碳纳米管的结构影响很大,硅原子与碳原子形成化学键,引起碳纳米管上电荷重新分布,引起电荷转移。     

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．     

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．     

多壁碳纳米管氨基化修饰

将多壁碳纳米管高温处理除去无定形碳、然后用混酸（硫酸／硝酸）对碳纳米管进行表面羧基化．将羧基化碳纳米管与二氯亚砜反应得到酰氯化碳纳米管,然后将其分别与4,4＇-二氨基二苯砜（DDS）、1,3-二（3-氨丙基）-1,1,3,3-四甲基二甲硅醚（＆DA）、4＂,4＂＇-六氟异亚丙基-二（4-苯氧基苯胺）（FA）等二胺反应得到不同氨基化碳纳米管,FTIR,Raman,EDX,XRD,SEM,TGA分别对氨基化碳纳米管的结构与性能进行表征．通过对其在不同溶剂中的分散性的测试,氨基化碳纳米管在乙醇中的分散性明显优于未经修饰过的碳纳米管．     

利用能量原理研究单壁碳纳米管的剪切模量

利用能量方法研究了单壁碳纳米管（SWCNT）的剪切模量．采用分子力学理论得出了受扭矩作用下单壁碳纳米管的总势能；通过总势能与相应的薄壁圆筒的扭转变形能比较，推导出了单壁碳纳米管剪切模量的计算公式；碳纳米管剪切模量的计算结果与现有的研究结果相符，从而证实了本文计算公式正确有效．     

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.     

填充原子的碳纳米管屈曲性能

利用分子动力学方法对填充铜原子的单壁碳纳米管进行了轴向压缩模拟计算, 并探讨了填充原子位置对完美的及含缺陷的碳纳米管屈曲性能的影响. 研究结果表明, 填充原子的位置对完美的碳纳米管的屈曲临界应变没有影响, 但影响发生屈曲变形的位置; 对于含单原子缺陷的单壁碳纳米管, 缺陷与填充原子相对位置的不同会显著影响碳纳米管的屈曲性能.     

碳纳米管中氢等离子体的介电特性及微波吸收机理研究

运用双流体理论和唯象模型,导出了碳纳米管中氢等离子体的复介电常数和微波吸收系数,构建了铁催化高压歧化生成的碳纳米管中氢等离子体的微波吸收模型,从理论上证明了铁催化高压歧化生成的碳纳米管氢等离子体中的带电粒子对微波产生的碰撞吸收是其主要微波吸收机理,揭示了铁催化高压歧化生成的碳纳米管对2.45 GHz的微波产生强烈吸收的物理机制.     

集中荷载下碳纳米管的弯曲及其分子动力学模拟

利用圆柱壳半无矩理论研究了悬臂碳纳米管在集中荷载作用下的弯曲问题,得到了该问题的内力解和位移解,并通过分子动力学模拟验证了理论解的适用性.研究结果表明,当锯齿型碳纳米管长径比为5.2～12.0、扶手椅型碳纳米管长径比为5.5～18.0时,理论解与分子动力学模拟结果较为吻合.     

碳纳米材料的制备及应用

碳纳米材料具有独特的低维纳米结构、优异的性能和潜在的应用价值.重点综述上海大学低维炭材料与器件物理研究所在碳纳米材料研究方面的最新进展,并对碳纳米材料的发展趋势及对未来生产生活的影响进行评述.研究所在高纯度高结晶性单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes,SWCNTs)、双壁碳纳米管(double-walled CNTs,DWCNTs)的大量生产与应用,具有量子效应的多壁碳纳米管(multi-walled CNTs,MWCNTs)的合成,碳纳米线的可控生长,单根MWCNT、单根碳纳米线的拉曼(Raman)光谱研究以及石墨烯的大量制备等方面均取得了可喜的成果.     

CNTs／PS和CNTs／PEE的制备及性能

通过溶液共混制备了不同碳纳米管(CNTs)质量分数的CNTs/聚苯乙烯(PS)、CNTs/聚醚酯(PEE)复合材料,研究CNTs对复合材料导电性能、力学性能的影响.CNTs的加入可以使复合材料的导电性能得到明显提高,CNTs/PS体系的电导率大于CNTs/PEE体系的电导率.随着CNTs质量分数的增加,CNTs/PS复合材料的断裂强度先增大后减小,在CNTs质量分数为1%时达到最大值,但CNTs/PEE的断裂强度随CNTs质量分数的增加逐渐下降,扫描电镜(SEM)结果显示CNTs在PS中的分散性稍好于在PEE中的分散性.     

Doping-free carbon nanotube optoelectronic devices

Semiconducting carbon nanotubes (CNTs) possess outstanding electrical and optical properties because of their special one-dimensional (1D) structure. CNTs are direct bandgap materials, which makes them ideal for use in optoelectronic devices, e.g. light emitters and light detectors. Excitons determine their light absorption and light emission processes due to the strong Coulomb interactions between electrons and holes in CNTs. In this paper, we review recent progress in CNT photodetectors, photovoltaic devices and light emitters. In particular, we focus on the doping-free CNT optoelectronic devices developed by our group in recent years.     

微弧氧化法制备镁基羟基磷灰石/碳纳米管复合生物涂层及其性能研究

 通过化学沉淀法制备了羟基磷灰石/碳纳米管纳米(HA/CNTs)复合粉体,并作为电解液的添加剂,采用微弧氧化方法(MAO)制备了镁合金表面MAO/HA/CNTs 复合活性涂层。分别采用扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和电化学工作站,研究所制备的复合粉体的形貌和物相组成、复合粉体对微弧氧化涂层表面形貌和在模拟体液(SBF)中耐腐蚀性能和生物活性的影响。结果表明,所制备的HA/CNTs 复合粉体结晶良好,无其他杂质相;复合粉体在微弧氧化过程中沉积在样品表面,对微弧氧化涂层起到封孔作用。MAO/HA/CNTs 样品的腐蚀电位为-1.50 V,经过30 天的SBF 浸泡后,表面沉积了大量的亚微米级别的颗粒沉积物,相比于镁基体和MAO 样品具有更好的生物活性和耐腐蚀性。     

Fenton试剂pH值对碳纳米管及其增强酚醛树脂/石墨复合材料性能的影响

以经过Fenton/UV处理的碳纳米管作为增强体,酚醛树脂/石墨作为基体,通过热模压成型得到一种质子交换膜燃料电池双极板材料.研究了Fenton试剂预处理前pH值对碳纳米管及其增强的复合材料性能的影响.用红外光谱分析碳纳米管表面官能团的变化,用X射线衍射(XRD)对碳纳米管进行物相分析.结果表明,pH值为3时,碳纳米管...