Li掺杂硼氮纳米管与氢相互作用的密度泛函研究

采用密度泛函广义梯度近似（GGA）方法研究了碱金属锂原子掺杂硼氮纳米管（BNNT（8,0））与氢分子的相互作用．优化得到了稳定的几何结构,Li@BNNT复合结构可以吸附三个氢分子．通过分析态密度分布和结合能,说明这种结构可以作为一种储氢材料．为碱金属掺杂硼氮纳米管储氢性质的研究提供了基础．     

Synthesis and characterization of BiFeO3 nanotube arrays and Y-junction BiFeO3 nanotubes

Multiferroic BiFeO₃ (BFO) nanotube arrays (∼100 nm in diameter and ∼50 μm in length) were synthesized by the sol-gel method utilizing the anodic aluminum oxide (AAO) membrane technique. The microstructure and chemical components of the BFO nanotubes were investigated using scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and X-ray photoelectron spectrometer (XPS). The BFO nanotubes exhibited polycrystalline microstructures. The novel Y-junction BFO nanotubes were simultaneously fabricated. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 90306010), Program for New Century Excellent Talents in University (Grant No. NCET-04-0653) and National Basic Research Program of China (Grant No. 2007CB616911)     

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.     

多羟基超支化聚(胺-酯)修饰多壁碳纳米管

通过原位酯交换聚合反应,在多壁碳纳米管(MWNTs)表面接枝多羟基超支化聚胺-脂取得成功.分步产物的结构用FTIR进行了表征,TGA确定了修饰类型为共价接枝,SEM观察到MWNTs改性前后的形貌变化,并首次采用化学滴定方法确定了接枝在碳纳米管上的超支化聚合物的平均代数.接枝修饰后的MWNTs在水、乙酸乙酯等常见溶剂中的分散能力明显提高.     

新型乙肝压电免疫传感器的研制

通过自组装半胱胺在压电石英金电极上,用缩合剂(EDC和NHS)将羧基化碳纳米管和乙肝表面抗体连接到半胱胺膜,构建乙肝表面抗原的一种新的生物压电免疫传感器。传感器的灵敏度为17.268 Hz/(μg/mL),线性范围为0.05μg/mL-15μg/mL,并能实时检测。     

BN洼陷岩性油气藏成藏主控要素分析

B盆地勘探风险大程度低,一直以寻找构造油气藏为主。2010年在其北部斜坡带首次发现Baobab N岩性油藏,拓展了盆地勘探新领域;其成藏具典型代表性,可为盆地其他凹陷岩性勘探提供指导。通过成藏要素分析,结合油藏和砂体展布特征,探讨了BN岩性油藏的成藏主控要素。研究表明:BN岩性油藏受构造和岩性双重因素控制。洼陷发育优质烃源岩,且与砂体直接接触,具较好的生储盖组合。控制油气沿其周缘分布,具构造背景的砂体利于油气充注,而扇中辨状水道微相控制油气富集,具良好封堵能力的断层与反转构造有机配置为BN洼陷岩性成藏最重要的控制因素。对于强反转裂谷盆地来说,保存条件要求相对苛刻,上覆M组厚层泥岩质纯厚度大;且不同程度地发育超压,为油气藏保存提供优越的条件,控制岩性体最终成藏。     

高活性碳纳米管阴极组合件的研制(英文)

应用两亲软化学法,将纳米铂有效地分散在多层碳纳米管阵列(ACNT)表面,使其得以修饰,形成了高活性的阴极催化材料,用于制备结构膜阴极组合件(MEA)。对MEA进行的形态学和电化学测试,证明可以大大改善质子交换膜燃料电池(PEMFC)的纳米结构和电化学性能。该种阴极催化材料除了表面均匀及高活性之外,还表现出比目前设计出的PEMFC高出约6倍的输出功率,在一定电位下的氧气中可以达到900 mW·cm-2,而贵金属铂搭载量则显著降低至0.14～0.19 mg·cm-2。实验结果表明,由于碳纳米管阵列的厌水性保证了电极性能的稳定性,从而为提高PEMFC电池的长期稳定性及降低成本提供了一条新的解决思路,具有一定的学术研究价值和经济应用价值。     

分子动力学模拟碳纳米管与蛋白质中功能基团的相互作用

采用分子动力学方法模拟了水溶液中单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes,SWNTs)与由蛋白质中功能基团功能化的自组装单层膜(self-assem bled monolayers,SAMs)的相互作用.研究结果显示由于水分子的溶剂化效应,单壁碳纳米管(SWNTs)与带电荷的SAMs相互作用能量为零.SWNTs与不带电荷的SAMs可以相互吸附,而影响二者吸附的因素中范德华作用占主导地位.同时通过质心距离分析也证明了功能化基团的种类及电离状态对SAMs与SWNTs的相互作用存在影响,并验证了蛋白质原子和SWNTs的有效相互作用距离.     

竹节状CNTs/CdS核壳纳米线的制备与形态特征

以竹节状碳纳米管(CNTs)为模板,采用常温化学还原路线制备了CNTs/CdS核壳纳米线,用透射电子显微镜(TEM)观察了产物的微观形貌,用X射线衍射(XRD)技术分析了产物的物相,证实所得产物由CNTs与六方格子的CdS纳米晶体构成,具有核壳纳米线结构.研究发现CNTs竹节状的形态特点影响了得到的核壳结构的纳米线的微观形貌.在反应物浓度较低时,CdS晶体不像在侧壁平直的CNTs表面生长那样均匀包覆在CNTs表面,而是呈现根瘤状形貌;当反应物浓度升高时,CdS晶体均匀包覆在CNTs表面.当把还原反应时间缩短(如15m in),观察到CNTs环绕在CdS纳米晶体表面的新形态,推测这与CNTs的竹节状特殊形态有关.这些结果对于阐明CNTs/化合物半导体复合材料的形态结构控制原理和开发新材料具有重要参考价值.     

两步法修饰多壁碳纳米管

近年来由于碳纳米管具有优异的性能,对碳纳米管的修饰成为众多科学家研究的热点.通过简单的两步法将牛血清白蛋白单分子薄膜修饰在多壁碳纳米管表面.首先在多壁碳纳米管表面液相沉积一层二氧化硅,然后在二氧化硅表面再修饰蛋白质分子,经过交联形成一层蛋白质薄膜.用FTIR和XPS表征样品的成分,并用高分辨透射电镜观察修饰后样品的微观结构.这种方法不但简单还可用来在碳纳米管表面接枝别的生物大分子,二氧化硅性质稳定而且容易去除,所以这种简单的两步法对拓展碳纳米管在生物材料和生物医学等方面的应用具有一定的价值.