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.     

单壁碳纳米管的电子结构及卷曲效应

考虑卷曲效应后，研究了单壁碳纳米管的电子结构及其电子结构与管径和螺旋度的关系。研究表明，卷曲效应对单壁碳纳米管的电子结构有重要的影响。     

锯齿型单壁碳纳米管吸收光谱与介电常数研究

采用广义梯度近似方法中的PBE(J.Perdew、K.Burke和M.Ernzerhof)技术,对结构为(6,0)、(9,0)、(10,0)、(11,0)、(13,0)、(14,0)、(15,0)和(16,0)的锯齿型单壁碳纳米管的介电常数和吸收光谱特性进行了理论研究.结果显示金属型和半导体型碳纳米管的介电常数与吸收系数均与入射光的偏振态和碳纳米管类型有关.研究发现,当入射光偏振方向垂直于管轴时,Im(ε)均小于5 F/m,吸收系数较一致.当入射光偏振方向平行于管轴时,半导体型的Im(ε)最大峰值为9 F/m,而金属型的最大峰值接近500 F/m.二者在红外到近紫外区域都存在强烈的吸收光谱.     

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。     

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.     

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.     

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.     

多壁碳纳米管的羧基修饰

研究了硝酸处理碳纳米管时,不同处理时间及不同处理方法对其表面羧基的影响．通过FTIR、TEM和电化学方法的表征表明,超声震荡及煮沸都可使碳纳米管表面产生羧基,羧基量随处理时间的增加而增加．但对于硝酸处理时间不宜超过14h,硝酸硫酸混酸超声震荡不超过4 h,高氯酸硝酸混酸超声震荡处理不超过10 h．其中硝酸处理方法简便．修饰效果和重现性都较好．通过计算羧基修饰MWNTs／GC电极的电活化面积是GC电极的6倍．     

人参中蛋白的分离纯化

以长白山人参为原料,用盐溶液抽提,盐析,超过滤,离子交换层析及亲和层析分离纯化出一种人参白蛋质,经ＳＤＳ－聚丙烯酰胺凝电泳法鉴定其纯度为一条带,并测定共分子量在１４０００－１６０００之间。     

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.     

电弧放电法中碳纳米管的微结构控制

通过分析不同放电条件下得到的阴极沉积物形貌和微结构,提出整体温度较低的沉积物边缘具有较高的局部温度和较大的碳离子流;并提出阴极上存在两种电子反射机制:边缘区域的冷阴极场致电子发射,引起边缘硬壳的形成;中心区域的热电子发射,为碳纳米管的生长提供必要的条件.     

液晶功能化多壁碳纳米管的研究

采用金属还原多壁碳纳米管(MWNTs)的方法,通过一步反应将2-溴甲基-N,N'-双(4-取代苯甲酰)对苯二胺液晶(LC)分子腰接到MWNTs的侧壁,制备出LC功能化的MWNTs(LC-MWNTs).拉曼和红外测试结果证实LC分子经共价键接枝到MWNTs的侧壁,透射电镜观察显示MWNTs表面包覆了一层3～5 nm的LC分子,热重分析测试表明LC分子在MWNTs上的接枝率约为23%,LC-MWNTs在DMF中显示良好的分散稳定性.     

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.     

多壁碳纳米管磷光标记试剂测定人绒毛膜促性腺激素

基于过氧化苯甲酰（（C6H5CO）2O2）的强氧化性对多壁碳纳米管（multi-wall nanotubes,MWNTs）末端的切割效应,得到水溶性MWNTs＇,同时,利用聚丙烯酰胺（Polyacrylamide,PA）对MWNTs＇室温磷光（room temperature phosphorescence,RTP）的增敏效应,开发了水溶性PA-MWNTs＇磷光标记试剂.以MWNTs＇-PA标记人绒毛膜促性腺激素-β-C-末端肽单克隆抗体（human chorionic gonadotrophin-antibody,AbHCG）,获得可保持MWNTs＇的RTP优良特性AbHCG-MWNTs＇-PA标记产物.该AbHCG-MWNTs＇-PA不仅能与人绒毛膜促性腺激素（human chorionic gonadotrophin,HCG）发生定量的特异性免疫反应,而且免疫反应产物HCG-AbHCG-MWNTs＇-PA能发射更强的RTP信号,据此建立了固体基质室温磷光免疫法（solid substrate room temperature phosphorescence immunoassay,SSRTPIA）测定HCG的新方法.SSRTPIA的线性范围为0.040-20.0 pg HCG spot 1（样品体积0.40μL spot 1,对应浓度0.10-50.0 ng mL 1）,检出限为0.017 pg spot 1（447/613 nm,双抗夹心法）.该方法灵敏、准确、精密度好,已用于人血清中HCG含量的测定及人体疾病的诊断.     

外消旋聚乳酸/多壁碳纳米管复合材料的 制备及性能研究

采用溶液共混法制备了外消旋聚乳酸/多壁碳纳米管(PDLLA/MWNT-COOH)复合材料.分别采用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、扫描电镜(SEM)对复合材料进行了表征,并借助纳米压痕测试系统和高阻计对复合材料进行了力学和电学性能测试.结果显示,复合材料的玻璃化温度都在53℃左右;热稳定性能随着碳纳米管的加入而提高;当碳纳米管的重量分数不高于5%时,其团聚现象比较轻微;弹性模量和硬度在碳纳米管重量分数为5%时达到最大值;体积电导率随碳纳米管含量的增加不断提高,当碳纳米管含量为7%时,复合材料的体积电导率较纯的PDLLA增加了8个数量级.     

碳纳米管/聚酰胺-胺复合物的原位合成及BSA固载性能

采用交替Michael加成、酰胺化反应在多壁碳纳米管(MWCNTs)表面原位修饰聚酰胺-胺(PAMAM)枝状高分子制备了MWCNTs-PAMAM复合物,并用于蛋白质的固定.结果表明:经循环反应4次后,可在MWCNTs表面形成相对均一的PAMAM纳米薄膜.与氨基修饰的MWCNTs相比,MWCNT-PAMAM复合物呈现出较好的牛血清白蛋白(BSA)固定性能.