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。     

碳纳米管的革命

20世纪 90年代初 ,在日本NEC公司筑波实验室的一次偶然发现把世界带进了碳纳米管时代。今天 ,人们对碳纳米管的研究兴趣仍有增无减 ,本文作者就这 1 0年来的相关进展作一回顾——     

单壁碳纳米管的超导电性

阐述了电弧法制备单壁碳纳米管以及在单壁碳纳米管内实现超导态的实验方法。对用电弧法制备碳纳米管的实验条件、实验过程和实验产物进行了讨论。此外，分析了用、接受诱导法”实现碳纳米管的超导电态的具体条件，即将单壁碳纳米管束或单个碳纳米管嵌放在两个超导电极之间，在一定的条件下，有可能在碳纳米管内诱导出超导电流，已有的实验显示碳纳米管内的超导电流的临界值较大，并表现出特殊的对温度和磁场的依赖性。“接近诱导法”打开了探索碳纳米管超导性质的大门。     

工艺参数对碳纳米管定向薄膜生长的影响

为了生长出高质量的定向碳纳米管薄膜 ,研究了反应时间、反应温度等工艺参数对薄膜生长的影响。试验采用二甲苯为碳源 ,二茂铁为催化剂 ,在石英基底上催化裂解生长碳纳米管定向薄膜。通过扫描电子显微镜 (SEM)和透射电子显微镜 (TEM)观察表明 ,得到的薄膜是由定向性良好的多壁碳纳米管 (MWNTs)组成 ,管径为 2 0～ 5 0 nm。反应时间对定向生长的碳纳米管长度有决定性影响 ;随反应时间的增长 ,定向性更好。同时 ,较适合碳纳米管薄膜定向生长的反应温度区间为 10 5 3～ 1113K。而反应温度和反应时间对薄膜中碳纳米管的直径无明显影响。     

Electrochemical hydrogen storage of aligned multiwalled carbon nanotubes

Hydrogen storage of aligned multi-walled carbon nanotubes (a-MWNTs),non-aligned MWNTs(n-MWNTs) and graphite electrodes are studied by the electro-chemical measurements .The electrodes are prepared by mixing carbon nanotubes (CNTs) copper powder and ptfe binder in a weight ratio of 1:5:3 and compressing the mixture into porous nickel collector,The results show that the electrochemical hydrogen storage capacity of the a-MWNT electrode is up to 1625 mAh/g corresponding to a high hydrogen storage of 5.7 wt% ,which is 10 times that of graphite electrode and is 13 times that of n-MWNT electrode, suggesting that a-MWNTs are promising materials for electrochemical hydrogen storage.     

水溶性聚季铵盐修饰多壁碳纳米管的制备

采用聚季铵盐修饰的方法合成了水溶性的多壁碳纳米管(MWNTs)。用混酸(浓硫酸与浓硝酸,体积比为3∶1)对平均直径为20 nm的MWNTs进行氧化处理。红外光谱分析表明,氧化1 h~3 h可使MWNTs表面生成羧基,扫描电镜测试表明MWNTs被氧化为短管。氧化2 h的MWNTs经过与氯化亚枫的酰氯化及与聚季铵盐的脂化缩合两个反应步骤,合成了表面接枝聚季铵盐的MWNTs,红外光谱分析证明了该MWNTs的生成。透射电镜测试显示聚季铵盐修饰的MWNTs在乙醇中能够有效地克服团聚倾向;水溶性实验表明改性后的MWNTs在水中具有自分散性,并能够保持长时间的溶解能力。     

单壁碳纳米管修饰电极对色氨酸的电催化氧化

采用单壁碳纳米管修饰的玻碳电极对色氨酸的电极行为进行了研究,在0.1 mol.L-1邻苯二甲酸氢钾-盐酸缓冲溶液(pH 2.5)中,发现该修饰电极对色氨酸有明显的电催化作用,色氨酸浓度为1.2×10-6~3.0×10-4mol.L-1时峰电流与色氨酸浓度呈线性关系,检测限为2.5×10-7mol.L-1.同时,对色氨酸的氧化机理进行了考察,结果表明此反应过程是一个涉及2个电子转移和2个质子转移的吸附控制过程.     

蒽甲醇修饰单壁碳纳米管的研究

利用蒽甲醇对单壁碳纳米管进行了化学修饰，并利用透射电镜、紫外可见吸收光谱、荧光光谱、拉曼光谱对修饰后的单壁碳纳米管进行了表征分析．通过对比吸附前后的紫外可见吸收光谱发现，吸附后的光谱强度下降大约57．1％，说明单壁碳纳米管吸附上了蒽甲醇．通过拉曼光谱分析发现，吸附后单壁碳纳米管的拉曼光谱中主要峰的位置向长波方向移动了6～7cm^-1，认为拉曼光谱发生移动的原因是单壁碳纳米管吸附蒽甲醇前后状态的改变导致的．     

一种可能的单壁碳纳米管成核机制

0 引言 单壁碳纳米管是当前科学研究的热点,虽然单壁碳纳米管的制备技术已有很大的进展,但人们对其生长机制却仍然了解甚少.单壁碳纳米管可以用电弧放电(arc discharge)[1],激光熔融(laser ablation)[2]和化学气相淀积(chemical vapour deposition)[3]等方法产生,与多壁碳纳米管制备方法最大的不同点在于单壁碳纳米管的形成必须使用催化剂.     

纳米管的第一性原理计算

基于Hartree-Fock和密度泛函理论(DFT)混合近似下的第一性原理计算,系列地研究了单壁碳纳米管(扶手椅管、锯齿管、手性管)和单壁氮化硼纳米管的杨氏模量、卷曲形变能以及电子能带结构.分析了单壁碳纳米管的管径、管型和能隙宽度对其杨氏模量理论计算值的影响,给出了纳米管管径和手性对卷曲形变能的影响.