轴向拉伸单壁碳纳米管的电子分布和电子输运特性（英文）

在单壁碳纳米管从长度L=19. 74 nm被拉伸到L=22. 70 nm的情况下,利用基于非平衡Green函数的密度泛函理论研究了最低未占据分子轨道(LUMO)、最高被占据分子轨道(LOMO)、电子轨道分布、电子输运和电子传输峰值分布情况。结果显示,随着单壁碳纳米管拉伸长度的增加,能隙变宽,在能量±4. 0 e V的范围,内单壁碳纳米管的电子输运概率与轴向形变密切相关,电子轨道分布明显改变,表明拉伸长度极大地影响纳米管的电子结构,导致输运峰值数量下降。但随拉伸加大,一些峰值出现大于1的现象,表明单壁碳纳米管的轴向拉伸形变会降低其电子传输特性。     

锯齿型单壁与双壁碳纳米管电子学特性比较研究

采用基于广义梯度近似(GCA)的密度泛函理论中的简化广义梯度近似方法(PBE)分别对(6,0)和(15,0)锯齿型单壁碳纳米管(SWCNT)和双壁碳纳米管(DWCNT)的能带和态密度进行了计算,并对所得结果进行了比较,发现了单壁与双壁碳纳米管之间的电子学异同点.通过比较发现,虽然双壁碳纳米管和单壁碳纳米管具有相似的能带结构,但是双壁碳纳米管的能隙较单壁碳纳米管的能隙要小,这说明双壁碳纳米管的电子输运性能要远优于单壁碳纳米管.     

单壁碳纳米管的纯化

采用硝酸氧化结合高速离心的方法提纯电弧放电法制备的单壁碳纳米管.UV-vis-NIR吸收光谱和Raman光谱研究表明此方法能有效去除碳纳米管粗品中的金属催化剂、无定形碳、碳纳米聚合物及石墨卷曲体等杂质.     

单壁碳纳米管空间电场分布的理论计算

以一端封闭的单壁碳纳米管为研究对象，把碳纳米管的结构看作是由长径比很大的导体圆筒和半球壳构成的理想模型．利用其结构的空间对称性，计算出该理想模型半球壳顶端附近的电场表达式，并对电场特性作简单分析。     

二次电弧放电法调控单壁碳纳米管的直径分布

首先以Y-Ni合金为催化剂,利用电弧法制备了单壁碳纳米管粗品。然后以该粗品为碳源,在不另外添加催化剂的情况下,利用二次电弧放电法制备了单壁碳纳米管。对二次电弧放电制备的单壁碳纳米管进行了紫外-近红外吸收光谱、拉曼光谱和热重分析的表征,结果表明,二次电弧放电所制备的单壁碳纳米管的管径比首次电弧放电制备的直径略小,约为1.36 nm,且较为均一。     

橙皮甙在单壁碳纳米管膜修饰电极上的电化学行为及其吸附伏安法测定

制备了一种单壁碳纳米管膜修饰电极,并在该电饭上研究了橙皮甙的电化学行为.单壁碳纳米管对橙皮甙的电级反应有着良好的电催化特性,加之单壁碳纳米管的高效富集特性,橙皮甙在单壁碳纳米管膜修饰电极上表现出非常灵敏的电化学响应.基于橙皮甙在单璧碳纳米管膜修饰电极上的优良特性,建立了一种测定橙皮甙的伏安检测方法并优化了各测定参效.在最佳条件下,橙皮甙氧化峰电流在7.5×10-8～9.4 × 10-6 mol/L范围内与其浓度呈现良好的线性关系,检出限可达5.0×10-9 ml/L.方法用于陈皮中橙皮甙的测定.     

最小碳纳米管的光谱与能隙的密度泛函研究

讨论了平面四苯环卷曲成最小的锯齿型碳纳米管模型的几何结构和性质。使用密度泛涵方法完成了D4h群对称性下最小的锯齿型碳纳米管的几何结构优化,并得出了最小的锯齿型碳纳米管分子轨道以及基振光谱。计算结果说明最小的锯齿型碳纳米管分子轨道具有明显的离域特性,对应于α和β的HOMO与LUMO之间能隙差分别仅为1 eV和1.4 eV,证明该模型为一个稳定的碳纳米管结构。这一能隙也说明平面四苯环卷曲成最小的锯齿型碳纳米管具有半导体的传导特性。     

石墨烯与关联单壁碳纳米管物理特性比较研究

采用基于广义梯度近似(GGA)的密度泛函方法(DFT)对石墨烯和卷曲后的关联碳纳米管(8,0)进行了理论研究.结果表明石墨烯每行斜键键长呈AAB周期变化,关联碳纳米管斜键长度成AABB规则变化,竖键长度均不变.石墨烯的密立根电荷数值大小分布无明显规律,内部原子多为正值,外部多为负值.关联碳纳米管的密立根电荷分布相对较有规律.碳纳米管的内部碳原子也有吸引电子的能力,从而与其它原子形成离子性键.两者在费米能级态密度大部分均由p轨道贡献.但是关联碳纳米管的费米能级也有一部分来自于s轨道电子的贡献,而石墨烯则几乎没有来自s轨道的贡献.     

碳纳米管/聚氨酯复合材料的制备及其力学性能的研究

利用碳纳米管通过原位聚合合成碳纳米管/聚氨酯复合材料,对聚氨酯材料进行改性.利用傅立叶变换红外光谱分析仪、X射线光电子能谱元素分析仪和电子扫描显微镜研究了酸化前后的碳纳米管性能及结构的变化,微机控制电子万能试验机对碳纳米管改性聚氨酯材料力学性能方面进行了研究,对比了未酸化和酸化后的碳纳米管对改善聚氨酯材料力学性能的不同影响.结果表明:碳纳米管可以增强聚氨酯材料的力学性能,经过酸处理的碳纳米管增强效果更为明显.     

镀镍单壁碳纳米管镁基复合材料的微观组织研究

用化学镀法在单壁碳纳米管(SWNTs)外表面包覆Ni-P层,厚度约为20 nm.采用全液态搅拌铸造的方法,制备了镀镍单壁碳纳米管镁基复合材料,随镀镍单壁碳纳米管加入量的增加,复合材料的晶粒尺寸减小,但过多的加入会导致增强体团聚现象严重.观察复合材料的拉伸断口,发现碳纳米管在基体中能起到连接作用和阻碍裂纹行进的作用,提高复合材料的性能.     

噻吩浓度对陶瓷和石英为基底的CVD法制备碳纳米管的影响

采用二甲苯为碳源,二茂铁为催化剂,分别在陶瓷和石英基底上进行化学气相沉积(CVD),制备出多壁碳纳米管(MWNTs)及大面积的碳纳米管列阵膜。结果表明,噻吩的加入量对能否生成碳纳米管及其产量具有重要影响。对于不同基底,噻吩浓度对碳纳米管生长的影响亦不同,石英基底对噻吩浓度的敏感性更强,在石英基底上能够生长出碳纳米管列阵膜。     

一碳掺杂硼氮纳米管的电子结构和电学性质

用密度泛函理论的DFF／ROB3LYP方法计算了几种一碳掺杂(碳取代一个硼原子或氮原子)的硼氮纳米管的电子结构，研究了其导电性，得到了这种碳掺杂硼氮纳米管的能带结构和态密度曲线，并与纯硼氮纳米管作了比较，讨论了碳掺杂对硼氮纳米管导电性的影响．     

血红蛋白在SWCNTs-CTAB修饰电极上的直接电化学和电催化研究

利用血红蛋白（Hb）结合单壁碳纳米管（SWCNTs）-十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）制备纳米复合物修饰到玻碳电极（GCE）表面,并研究了电极上Hb的直接电化学和电催化行为.用紫外可见光谱（UV-Vis）检测键合到电极表面的Hb,可知复合膜中的Hb保持了类似于本体环境中的亚结构.通过电化学实验可知,复合膜中的Hb表现出了表面控制的可逆的直接电子转移反应.得到了标准式电位（Eθ＇）和表面覆盖度（Γ＊）等电化学参数.在7.00×10-5mol L-1-1.26×10-3mol L-1范围内（R=0.9983,n=18）内,Hb-SWCNTs-CTAB修饰电极对过氧化氢（H2O2）表现出较好的催化还原活性,得检测限为1.96×10-5（S/N=3）.该传感器具有良好的稳定性和重现性,可用于H2O2的测定.     

流速梯度场中重新定向排列碳纳米管机理分析

理论分析了流速梯度场中碳纳米管重新定向排列机理,其断面的流速呈抛物面分布,碳纳米管在流股剪切力作用下沿拉伸方向重新定向排列.用反复拉伸法制备出了碳纳米管沿拉伸方向定向排列且均匀分散的碳纳米管/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料,实验结果证明拉伸法和速度梯度场中定向排列碳纳米管的理论相符.     

CX、CX-和CX+(X=F, Cl)电子结构及振动频率的量子化学计算

用ab initio分子轨道方法和密度泛函(DFT)方法对CX、CX-和CX+(X=F，Cl)的电子结构及振动频率进行了量子化学计算，分别得到了不同电子态下的相应几何结构和理论振动频率，并在MP2/6-311+G*级别几何上进行了MP4(SDQ)和QCISD(T)组态相互作用技术的能量计算。结果表明，键长和基态能量与文献值基本一致。对于6重态中性分子和5重态阴离子，相应的几何结构、振动频率和能量分析表明分子和离子碎片基本处于解离状态。对于阴离子，其能量最低电子态不是单重态，而是3∑电子态，中性分子和阳离子的能量最低电子态分别为2∏和1∑电子态。