纳米颗粒与碳纳米管的合成

金属纳米颗粒和碳纳米管是两种重要的纳米材料。本文采用一个简单的方法合成了铁钴(Fe/Co)纳米颗粒,并采用化学气相沉积法实现了碳纳米管的批量合成,纳米颗粒的尺寸分布均匀,碳纳米管管径均匀、高纯度、结构完美。合成的碳纳米管机械强度高,同时还有独特的金属或半导体导电性。     

硅纳米孔柱阵列上低温无催化剂生长碳纳米管

采用化学气相沉积的方法在硅纳米孔柱阵列衬底上无催化剂生长出碳纳米管.分别在新制备的和制备后再在常温下自然氧化一周的硅纳米孔柱阵列衬底上进行无催化剂生长碳纳米管,结果发现新制备的硅纳米孔柱阵列表面没有碳纳米管长出,而自然氧化一周的硅纳米孔柱阵列表面有大量的碳纳米管出现.从硅纳米孔柱阵列的结构及表面氧化程度的不同加以分析,提出了无催化剂生长碳纳米管的生长机理,为在无金属催化剂条件下生长碳纳米管提供了一种新的方法.     

羟丙基-β-环糊精修饰纳米碳管载钯催化剂的制备及其甲酸氧化性能

以羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)为添加剂修饰碳纳米管为复合载体,常温常压下,成功合成了Pd纳米簇状结构,并用于甲酸的电催化氧化.XRD及TEM结果表明,制备出的Pd纳米簇状结构由粒径均匀,约为3.6nm的纳米颗粒组成,且高度分散沉积在载体表面.循环伏安测试结果表明,催化剂Pd/HP-β-CD-MWCNTs对甲酸氧化表现出了较高的催化活性和电化学比表面积.研究表明,在HP-β-CD存在条件下,将Pd纳米簇沉积在未作处理的碳纳米管上制备的催化剂适合应用于甲酸燃料电池.     

羟丙基-β-环糊精修饰纳米碳管载钯催化剂的制备及其甲酸氧化性能

以羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)为添加剂修饰碳纳米管为复合载体,常温常压下,成功合成了Pd纳米簇状结构,并用于甲酸的电催化氧化.XRD及TEM结果表明,制备出的Pd纳米簇状结构由粒径均匀,约为3.6nm的纳米颗粒组成,且高度分散沉积在载体表面.循环伏安测试结果表明,催化剂Pd/HP-β-CD-MWCNTs对甲酸氧化表现出了较高的催化活性和电化学比表面积.研究表明,在HP-β-CD存在条件下,将Pd纳米簇沉积在未作处理的碳纳米管上制备的催化剂适合应用于甲酸燃料电池.     

电弧法合成填充金属纳米粒子的碳纳米管

用阳极弧法合成了碳纳米管内包覆铁和钴等金属纳米粒子.对合成物用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、电子能谱(EDS)和Raman光谱等方法进行了鉴定和表征.发现包覆粒子的多壁碳纳米管的平均直径约为35nm,其端部和内部包覆的粒子不连续分布、粒径基本均匀,约为20nm.分析了阳极弧等离子体法合成碳纳米管内包覆金属纳米粒子的形成机理.     

科学新闻

碳纳米管生长过程中的颗粒-线-管进化机制气相金属催化剂对于碳纳米管的合成具有极大的推动作用。但由于合成碳纳米管生长进化过程中的快速反应特征以及高温环境,使得难于进一步认识碳纳米管的进化机制。中国科学院煤炭化学所煤转化国家重点实验室朱珍平课题组,成功将碳纳米管合成过程反应冻结在中间阶段,详细地研究了合成碳纳米管中间体的形态和结构,揭示出碳纳米管气相催化合成中的碳纳米颗粒-纳米线-纳米管的进化过程:碳     

碳纳米管负载Ni催化剂制备碳纳米管的研究

将硝酸回流预处理过的碳纳米管载体直接浸入镀Ni溶液中,通过化学镀在其表面上沉积出Ni纳米颗粒,并将所制备的Ni/CNTs催化剂用于制备新的高纯度碳纳米管.实验结果表明,碳纳米管载体的酸预处理时间对Ni/CNTs催化剂在碳纳米管制备过程中的催化性能有很大的影响,从而影响所制备的碳纳米管的形态.当碳纳米管载体在稀硝酸中回流预处理0.5 h后,所对应的Ni/CNTs催化剂催化制备的碳纳米管存在严重的缺陷,其主要结构为竹节状和鱼骨型,同时部分碳纳米管在生长过程中分叉,成Y形结构;当碳纳米管载体经稀硝酸回流预处理6 h后,其对应的Ni/CNTs催化剂催化生长的碳纳米管粉体中,碳纳米管的形态均匀,中空,无任何隔膜,因此碳纳米管载体较长时间的酸回流预处理对催化剂的性能有明显的改善.而且相比纯的纳米Ni,Co以及Ni/SiQ2催化剂,Ni/CNTs催化剂在碳纳米管的制备过程中,具有更高的催化活性.     

催化剂、基底对ECR-CVD法制备碳纳米管的影响

采用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积技术(ECR CVD),CH4和H2为气源,分别以Fe3O4,Co纳米粒子及Fe(NO)3溶胶为催化剂在多孔硅基底上制备了碳纳米管;在Si(111)和石英基底上以Fe3O4纳米粒子为催化剂实现了碳纳米管的生长·使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌、尺寸及结构进行表征·讨论了催化剂和基底对碳纳米管形貌、密度和取向性的影响·结果表明:催化剂影响碳纳米管的成核密度和生长速度,基底通过影响催化剂的特性和分布均匀性,对碳纳米管的形貌和生长模式产生重要影响,以Fe3O4为催化剂在多孔硅上实现了碳纳米管的最优定向生长·     

助剂种类对Co-Cr系多元催化剂制备碳纳米管的影响

为实现基于现有工业燃烧炉直接生长不同形态的碳纳米管,深入研究催化剂在火焰法制备碳纳米管中的作用机理具有重要的意义。以Co为活性组分、Cr为分散剂,采用浸渍法制备催化剂,研究Fe、Ni、Mo、Zn、Zr、V、W等助剂的添加对催化剂及碳纳米管性质的影响。利用扫描电子显微镜-能谱仪表征合成产物的形貌及含碳量,分析不同助剂对催化剂活性及碳纳米管形态的影响;运用X射线衍射仪、N₂吸附脱附及氢气程序升温还原表征不同催化剂的物理及化学性质,分析助剂对催化剂性质的作用机理。结果表明：添加Fe、V或Mo的催化剂都能够形成大量的簇状碳纳米管,Zn和Zr为助剂时催化剂无法生成碳纳米管;Cr与活性金属形成混合氧化物,作为结构促进剂,起到分散活性金属的作用;助剂通过改变混合氧化物与活性金属氧化物的比例,影响催化剂的活性;Fe、V和Mo的添加使得活性金属氧化物增加,提高了催化剂的还原活性,而适量混合氧化物起到的分散作用有利于形成生长碳纳米管的催化剂颗粒,从而促进碳纳米管簇的形成。     

负载Fe介孔分子筛催化热解乙醇制备纳米碳管

通过水热法合成MCM-41介孔分子筛,用负载Fe的MCM-41介孔分子筛作为催化剂,乙醇作为碳源用CVD法合成碳纳米管.采用红外光谱、X-射线粉末衍射、比表面积和孔径测定、透射电子显微镜等手段对介孔分子筛和碳纳米管进行了表征.结果表明:制得了长程有序性好,比表面积为1 077.79 m2/g,平均孔径为3.21 nm的MCM-41介孔分子筛;所制备出的纳米碳管管径均匀,缺陷较少,顶端开口,平均管径为5 nm,在HF溶液中超声波处理可以得到高纯度的纳米碳管.     

单壁碳纳米管的光化学活性研究

本文采用间歇式超声法制得能够在水体中稳定分散的单壁碳纳米管,考察了单壁碳纳米管在模拟太阳光照下产生活性氧的能力.分别以呋喃醇和对氯苯甲酸为探针,发现在模拟太阳光下单壁碳纳米管能够产生单线态氧和羟基自由基,其产生单线态氧的能力与自身浓度成正比,是相同浓度SRFA的1/9~1/5,单壁碳纳米管产生羟基自由基的能力与自身浓度成反比,是相同浓度SRFA的2/5~1/2.     

碳纳米管的STM观测

本文利用隧道扫描显微镜（STM）在室温条件下，低真空环境中，在高定向裂解石墨（HOPG）表面，对单壁碳纳米管（SWCN）以及多壁碳纳米管（MWCN）进行了观测，效果良好。     

Physicochemical properties and potential health effects of nanoparticles from pulverized coal combustion

Nanoparticles are thought to induce more severe health impacts than larger particles. The nanoparticles from coal-fired boilers are classified into three size fractions with a 13-stage low pressure impactor. Their physicochemical properties are characterized by the high-resolution field emission scanning electron microscope and X-ray fluorescence spectrometer (XRF). The results show that coal-derived nanoparticles mainly consist of individual primary particles of 20–150 nm and their aggregates. Inorganic nanoparticles primarily contain ash-forming elements and their aggregates have a dense structure. Organic nanoparticles are dominated by the element carbon and their aggregates have a loose structure. Nanoparticles from the same boiler have a similar composition and are primarily composed of sulfur, refractory elements and alkali/alkaline elements. Some transition and heavy metals are also detected. For different boilers, greater differences are observed in the production of the nanoparticles and their composition, possibly due to the use of low-NO _x burners. Coal-derived nanoparticles have a small size, large specific surface area and complicated chemical composition, and thus are potentially more harmful to human health. Supported by National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50721005, 50706013 and 50720145604)     

镍基纳米碳管薄膜冷阴极场致发射特性及失效行为

对镍基纳米碳管薄膜冷阴极场致发射特性进行了多次反复的测量,发现了该材料在特定条件下会发生失效行为,并对此现象进行了初步的分析.     

碳纳米管阵列储氢的物理吸附特性

采用巨正则蒙特卡罗方法,在室温、100大气压下对以方阵和三角方式排列的碳纳米管阵列的物理吸附储氢进行计算机模拟,发现氢分子可被吸附于碳纳米管阵列的管内和管外,管外的储氢密度普遍高于管内,方阵阵列优于三角阵列,并给出了相应的理论解释。     

基于多壁碳纳米管敏感膜的石英微振天平气体传感器敏感特性的研究

多壁碳纳米管（Multi-Wall Carbon Nanotubes,MWCNTs）作为新型的纳米气敏材料被涂覆在石英微振天平（Quartz Crystal Mierobalance,QCM）的表面,依据QCM在干燥空气及被测气体中的频率变化初步探讨了涂覆了MWCNTs的QCM对16mg/m^3甲醛和9．64mg／m^3水蒸汽的敏感特性。     

纳米润滑粒子的制备技术与应用现状

纳米粒子作为润滑油添加剂能够表现出极好的摩擦学性能，在润滑油中具有良好的分散稳定性和润滑性能，具有更低的摩擦系数，更好的抗磨性能，适合在高载荷、长时间工作状况下使用，在摩擦学领域起到重要作用。介绍了纳米润滑粒子的制备和应用现状，概括了纳米润滑粒子的摩擦学性能和机理，并提出了需要进一步研究的方向。     

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.     

双金属改性碳纳米管选择性氧化苯酚研究

以苯酚选择性氧化合成苯醌为模型反应,考察不同双金属、金属质量分数、金属原子比和溶液不同氧含量等因素对改性单壁碳纳米管阴极电极性能的影响。结果显示经金属质量分数为20%,Ag/Co(金属原子比)=2∶1改性的单壁碳纳米管阴极电极能有效催化激活分子氧,提高苯醌收率及其选择性。     

磷酸钴纳米粒子的微波辐射制备法

介绍用微波辐射法对磷酸钴纳米粒子的制备方法和分离方法.并对磷酸钴纳米粒子进行了结构和组成的测试,讨论了影响粒子形成的主要因素.通过实验得到了平均粒径为50.64nm的球形微粒的磷酸钴纳米粒子.