Electronic transport properties of capped-carbon-nanotube-based molecular junctions with multiple N and B dopants

By applying non-equilibrium Green’s function in combination with density functional theory,we investigated the electronic transport properties of capped-carbon-nanotube-based molecular junctions with multiple N and B dopants.The results show that the electronic transport properties are strongly dependent on the numbers and positions of N and B dopants.Best rectifying behavior is observed in the case with one N and one B dopants,and it is deteriorated strongly with the increasing dopants.The rectifying direction is even reversed with the change of doping positions.Moreover,obvious negative differential resistance behavior at very low bias is observed in some doping cases.     

Application of Raman spectroscopy in carbon nanotube-based polymer composites

Raman spectroscopy has been widely used to identify the physical properties of carbon nanotubes (CNTs), and to assess their func-tionalization as well as orientation. Recently, Raman spectroscopy has become a powerful tool to characterize the interfacial properties between CNTs and polymer matrices. This review provides an overview of micro-Raman spectroscopy of CNTs and its application in studying CNT reinforced polymer composites. Based on the specific Raman band shifts relating to the mechanical deformation of CNTs, Raman scattering can be used to evaluate the interactions between the CNTs and the surrounding polymer in the composites, and to detect the phase transitions of the polymer, and investigate the local stress state as well as the Young’s modulus of the CNTs. Moreover, we also review the current progress of Raman spectroscopy in various CNT macroarchitectures (such as films, fibers as well as composite fibers). The microscale structural deformation of CNT macroarchitectures and strain transfer factors from macroscale architectures to microscale structures are inferred. Based on an in situ Raman-tensile test, we further predict the Young’s modulus of the CNT macroarchitectures and reveal the dominating factors affecting the mechanical performances of the CNT macroarchitectures     

多壁碳纳米管压缩与弯曲时屈曲的ANSYS模拟

壳模型是研究碳纳米管力学行为时广泛采用的模型,但模型的等效厚度与碳管的物理厚度差别较大,长期存在争议.特别是当壳模型用于多壁碳纳米管分析时,层间作用需要额外考虑.提出碳纳米管的三明治式连续介质模型,用三层连续介质模拟一层碳管：内层模拟层内σ-键,两外侧层模拟层间范德华作用和π-键.该模型可直接利用有限元方法分析多壁碳纳米管的力学行为,且与已有分子动力学等计算结果比较,表明了该模型的有效性.     

苝酰亚胺——手性表面活性剂复合物在溶液中自组装行为的研究(英文)

研究制备了苝酰亚胺——手性表面活性剂复合物N,N′-双(2-(季铵基乙撑))-3,4,9,10-苝二酰亚胺-双((3R)-3,7-二甲基辛基-6-乙烯基)磷酸盐,详细研究了其在乙醇/正己烷,乙醇/正辛烷溶液中的自组装行为及组装机理。结果表明,该复合物在乙醇/正己烷溶液中组装为纳米管,在乙醇/正辛烷溶液中组装为纳米带。对其组装机理研究表明,该分子在溶液中组装为不同形态的纳米结构是π-π相互作用,疏水作用及手性诱导等多种作用力协同作用的结果.     

密度泛函理论研究碳纳米管对苯、萘和蒽的吸附作用

碳纳米管和苯、萘、蒽通过非键相互作用形成复合物。对碳纳米管与苯、萘、蒽相互作用的不同取向进行了研究,构建了PA、PB、TA和TB四种模型,应用PBE密度泛函方法,在DZP水平下对碳纳米管CNT200和苯、萘、蒽进行几何结构优化。计算结果表明PB构型相对最稳定,其相互作用能△E_(int)分别为-7.62、-10.78、-14.46kcal/mol,作用距离分别为3.30(?)、3.46(?)和3.46(?)。计算结果表明碳纳米管可以有效的吸附苯、萘和蒽。     

活性碳纳米纤维对VOC的吸附性能

通过对比不同直径的活性碳纳米纤维及活性碳纤维对苯、甲苯和乙醇蒸汽的吸附等温线,研究不同直径的活性碳纳米纤维及活性碳纤维吸附挥发性有机物(VOC)气体性能的差异。经扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等测试分析,结果表明:活性碳纤维直径在10μm数量级,随直径减小,纤维晶体性变差,结构无序性增大;微孔达0.4～0.8 nm时VOC气体分子更易进入与吸附位结合;活性碳纳米纤维及活性碳纤维氮吸附-脱附曲线均为Ⅰ型。故分压比低于0.01时活性碳纳米纤维对苯、甲苯和乙醇的吸附量要高于活性碳纤维的吸附量。     

单壁碳纳米管-Nafion修饰电极同时测定硝基苯酚异构体

采用单壁碳纳米管(SWCNTs)-Nafion修饰电极作为工作电极,对邻、间、对硝基苯酚进行同时测定,实现了硝基苯酚异构体不经分离同时测定.邻硝基苯酚(o-NP)、间硝基苯酚(m-NP)和对硝基苯酚(p-NP)的线性范围分别为3.0×10-5～9.0×10-5,1.0×10-5～7.0×10-5,8.0×10-6～5.0×10-5 mol/L;检出限分别为6.0×10-6,4.0×10-6,1.0×10-6 mol/L.     

开口管桩沉桩过程试验研究与颗粒流模拟

利用侧面透明的模型箱和铝管半模桩模拟了开口管桩在砂土中的沉桩过程.分别测量了不同桩径和不同相对密实度开口管桩完全闭塞时的土塞高度.结果表明桩径越大,相对密实度越小,则土塞高度越大.利用高分辨率数码摄像设备观察到了土塞形成的三个阶段,重点分析了土塞内几个特征砂颗粒的移动轨迹和压桩过程中孔隙率和接触数的变化,从细观尺度出发探讨开口管桩沉桩过程中砂土的变形机制和土塞形成机理.利用Geodip软件分析了桩土接触面处的砂粒长轴定向和平均配位数,分析表明,土塞形成过程中颗粒原先的结构被打破以及发生了剧烈旋转,颗粒重新进行分布.在模型试验基础上,通过二次开发PFC2D颗粒流程序对沉桩全过程进行离散元仿真模拟.数值模拟结果表明,PFC2D能够模拟开口管桩从开始刺入砂土到形成土塞并最终呈现闭口管桩性态的整个过程.     

螺旋手性SWBNNT尺寸对Lys分子手性转变反应限域的影响

用量子力学与分子力学组合的ONIOM方法, 研究两种构象的赖氨酸(Lys)分子限域在螺旋手性单壁氮化硼纳米管(SWBNNT)内的手性转变机理. 结果表明： 限域 在小管径螺旋手性SWBNNT的Lys分子骨架形变明显; 当两种构象的Lys分子限域在SWBNNT(6,4)时, 旋光异构反应的表观能垒分别为17590,23044 kJ/mol, 旋光异构反应决速步骤的内禀能垒分别为21140,23044 kJ/mol, 来源于质子从手性C向氨基N迁移的过渡态, 比裸反应的决速步骤能垒(252.60 kJ/mol) 低. 即螺旋手性SWBNNT的管径越小, 限域催化作用越明显, 限域在SWCNT(6,4)内具有氨基与羧基间单氢键的Lys分子先旋光异构.     

紫外光还原法制备Ag负载的TiO2纳米管阵负及其光催化性能的研究

采用恒电位阳极氧化法,用含氟的二甘醇溶液作为电解液,制备了分离的TiO2纳米管阵列,并结合紫外光还原法,制备Ag纳米颗粒负载的TiO2纳米管阵列．用SEM、XRD和紫外可见吸收光谱对Ag-TiO2纳米管进行表征,并以甲基橙为污染物测定其光催化性能．结果表明：随硝酸银浓度的增大,TiO2纳米管表面被银覆盖的面积更多,紫外吸收强度增强,光催化效率增强．