硼氮纳米管的研究进展

本文较全面地介绍了硼氮纳米管的最新研究进展,归纳和总结了现有的合成和制备方法,简要概述了其结构,详细介绍了其物理性质,并指出了今后研究的发展方向.     

硼氮纳米管的研究进展

本文较全面地介绍了硼氮纳米管的最新研究进展,归纳和总结了现有的合成和制备方法,简要概述了其结构,详细介绍了其物理性质,并指出了今后研究的发展方向。     

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．     

碳氮纳米管对对硝基苯酚的吸附研究

研究了碳氮纳米管对对硝基苯酚的吸附,采用分光光度计测量溶液浓度,计算出不同质量的碳氮纳米管对对硝基苯酚的吸附量及吸附效率,探讨了其可能的吸附机理,并与文献报道的碳纳米管对对硝基苯酚吸附性能进行比较.结果表明,在相同条件下,碳氮纳米管对对硝基苯酚的吸附效率43.6 mg/g,高于碳纳米管对对硝基苯酚的吸附效率39.35 mg/g,其吸附量也高于碳纳米管.     

双壁纳米管的量子输运性质

采用密度泛函理论结合非平衡格林函数研究双壁碳纳米管及其与硼氮复合材料的输运性质,探索内、外管重叠长度对其输运性质的调控。研究结果表明重叠长度对多壁纳米管的输运性质起着至关重要的作用。随着重叠长度的变化,双壁碳纳米管的输运性质表现异常,但是与内、外管间距变化无关,也与开口端的悬挂键是否被氢饱和无关。硼氮调控复合材料纳米管的电子结构和输运性质。内、外管的重叠长度也影响其输运性质,随着重叠长度的变化,输运行为出现异常现象,但是却与碳纳米管表现的行为相反。碳与硼氮复合材料纳米管存在明显的隧道效应。通过改变重叠长度和硼氮比例调节其量子输运性质在未来的纳米器件和纳米技术中有潜在的应用价值。     

硼富勒烯及其相关结构研究进展

本文对硼富勒烯等硼纳米结构及其相关材料的研究进展进行了简要评述. 首先对硼和碳元素及其成键性质的区别与联系进行了讨论, 并简要介绍了碳富勒烯、纳米管和石墨烯的发现及其结构与性质. 接下来系统回顾了过去几十年来人们对硼团簇、硼纳米管和硼纳米线等纳米结构在理论和实验研究方面取得的进展.特别是最近几年来, 针对硼富勒烯、硼纳米管、硼单层平面、硼富勒烯固体等结构的研究取得了一些重要进展, 本文在结合我们自己研究工作的基础上, 对上述研究进展做了系统地介绍. 最后对硼富勒烯及其相关材料的研究前景进行了展望.     

ENSO影响热带大气季节内振荡的年代际变化特征

为了研究厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)现象影响热带大气季节内振荡(ISO)的年代际变化特征,利用奇异值分解(SVD)、小波分析和经验正交函数分析(EOF)等方法对热带大气ISO强度指数、赤道中东太平洋海温及热带大气环流场进行了分析。计算结果显示,20世纪70年代中期以前,ENSO对热带大气ISO的影响较弱;70年代中期以后,ENSO对热带大气ISO的影响加强。造成上述年代际变化的原因与热带大气环流的年代际变化有关,因此,ENSO对热带大气ISO的影响也存在年代际变化。     

氮掺杂二氧化钛纳米管对染料废水的光催化降解性能

采用水热方法制备氮掺杂的二氧化钛纳米管(N-TiO2)光催化剂并进行光催化降解染料废水实验.结果表明:通过水热法可以制备出结构有序、排列均匀的二氧化钛纳米管;分别用不同体积分数的甲胺、丁胺水溶液为氮源对二氧化钛纳米管进行掺杂,发现用丁胺水溶液[V(丁胺)∶V(水)=1∶3]为氮源的氮掺杂二氧化钛催化剂,当煅烧温度为500℃时,在模拟太阳光下对玫瑰红染料废水的降解率最高,可以达到98%,表明N-TiO2催化剂对玫瑰红染料废水具有较好的光催化效果.     

BC2N纳米管的电子态和电学性质

采用ROHF对BC2N纳米管进行构型全优化,并用密度泛函理论的DFT/ROB3LYP方法计算了BC2N纳米管的电子态分布.根据其分子轨道能量数据、电子态分布曲线和成键电子云密度分布图形,研究讨论了掺入硼氮对碳纳米管导电性的影响,并与碳纳米管和硼氮纳米管作了比较.     

气体碳氮硼三元共渗强化机理的探讨

本文对经750℃～850℃温度范围内碳氮硼三元共渗后的20钢试样进行了渗层相结构与性能分析。力学性能试验证明三元共渗的渗层具有比渗碳和碳氮共渗更优越的硬度和耐磨性。三元共渗渗层强化机理主要是马氏体固溶强化和高弥散度的第二相强化。x射线和电镜分析证明高弥散的第二相粒子中除有ε相(Fe_2N—Fe_3N)外,还有Fe_2B相。     

镓掺杂碳纳米管场发射性能的研究

采用催化热解方法制备出镓掺杂碳纳米管,并利用丝网印刷工艺将其制备成纳米管薄膜.扫描电子显微镜观察表明,纳米管直径在20~50 nm之间.对此薄膜进行低场致电子发射测试表明,其场发射性能优于同样条件下未掺杂时的碳纳米管、碳氮纳米管和硼碳氮纳米管.当外加电场为1.1 V/μm,发射电流密度为50μA/cm2;当外电场增加到2.6 V/μm时,发射电子密度达到5 000μA/cm2.对其场发射机理进行探讨.     

阳极氧化TiO_2纳米管阵列的制备与表征

采用阳极氧化法,分别选用HF和NH4F两种电解质,对纯钛进行阳极氧化处理制备TiO_2纳米管阵列。选用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱及X-射线衍射对纳米管的形貌、化学成分和物相结构进行表征和分析。结果表明:在HF体系中,随着氧化时间的增加,纳米管整齐度增加,同时管径也增大,当氧化时间为20 min时,管内径约60 nm,壁厚约10 nm;而纯钛片厚度的变化对纳米管的形貌没有明显的影响。在NH_4F体系中,加热使纳米管的内径增加,壁厚变薄,内径达到130 nm,壁厚约7 nm,这是由于加热使氧化反应速率增加,加快了纳米管的形成速率。EDS检测的Ti和O的原子数的比例接近1∶2。XRD图谱表明,在450℃热处理后的纳米管的物相结构为锐钛矿,由此可见,阳极氧化制备的纳米管阵列为二氧化钛纳米管。     

冬季太平洋海表温度与北半球中纬度大气环流异常的共变模态

根据近50年的全球海洋和大气再分析资料,利用奇异值分解和子波变换分析方法及绕极涡分析途径,揭示了冬季太平洋海表温度（SST）与北半球中纬度大气环流异常共变模态的时空特征．结果表明,冬季太平洋SST与北半球中纬度大气环流异常之间主要表现为两种时空结构显著不同的共变模态,即年际的ENSO模态和准20a时间尺度的年代际北太平洋模态．二者在空间结构上具有明显差异．对于年际ENSO模态,海洋异常表现为典型的ENSO型SST异常分布．其主信号在热带中东太平洋,次信号在北太平洋,两者变化位相相反;大气异常主要为PNA型波列,局限于太平洋一北美地区,具有局域性特征,对于年代际北太平洋模态,SST异常则主要限于中纬度北太平洋地区,表现为北太平洋中西部与北美西岸SST异常呈反相变化;大气异常则表现为整个中纬度西风带上纬向波列分布,具有纬向全球性特征,即不仅与PNA遥相关型联系,而且与太平洋上游的欧亚大气环流异常也有密切关系,当中纬度北太平洋异常冷时,则中纬度大气整个定常槽脊系统加强,反之,则减弱．进一步对大西洋分析表明,年代际北太平洋模态的产生很有可能与“两个海洋与一个大气”的耦合相互作用机制有关．     

射频功率对硼碳氮薄膜的组分和厚度的影响

利用射频磁控溅射方法以不同的射频功率(80～130 W)在硅衬底上制备出一组硼碳氮(BCN)薄膜.傅里叶红外吸收光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)测量发现样品的组成原子之间均实现了原子级化合.射频功率对薄膜的组分和厚度有很大影响,二者随射频功率的增大而呈规律性变化.B、N元素含量高、C元素含量低的硼碳氮薄膜较厚.并且,射频功率为110 W条件下制备的硼碳氮薄膜中C元素含量最低,薄膜最厚.     

浅谈铝氮共掺杂氧化锌纳米管电子结构的第一性原理

该文主要采用第一性原理对掺铝、掺氮、铝氮共掺杂氧化锌纳米管的电子结构进行了计算,并分析了差分电荷密度对氧化锌纳米管电子结构的影响.结果显示,铝氮共掺杂可以使主能级局域性对氮形成的影响减小,提高氮的溶解度,这一掺杂方法将是顺利实现氧化锌纳米管p型参杂的有效途径.     

TiO2纳米管的改性及光助催化性能研究

利用水热法制备了两种TiO2纳米管催化剂,用不同浓度硫酸对制备得到的TiO2纳米管进行酸化。结合XRD、SEM、TEM、DRS等手段对制备得到的样品进行物理结构和表面特性分析。结果表明,水热法制备得到的TiO2纳米管径为15nm左右,壁厚2—3nm,长度为40-100nm。以酸性橙Ⅱ为目标物考察了TiO2纳米管及其被硫酸酸化过的TiO2纳米管在石英玻璃反应器的光催化氧化性能。结果表明,在相同的条件下酸化的TiO2纳米管催化活性要远远高于未酸化的TiO2纳米管,这可能是因为S—O键具有很强的诱导效应,使得表面Ti^4＋的Lewis酸性增强,使光生电子一空穴对的分离效率提高,促进光催化反应的进行,即提高了TiO2纳米管的光催化性能。     

气体碳氮硼三元共渗渗层的组成及其强化机理的探讨

本文在大量试验结果的基础上,对气体碳、氮、硼三元共渗渗层的组织带构和强化机理提出了初步看法,认为碳、氮、硼三元素同时固溶于马氏体所致的固溶强化是造成三元共渗渗层强化的主要原因,此外尺度约0.1μ的大量析出物弥散分布在马氏体基体上也具有一定的强化效果。     

一种直接在镍片上生长氮化硼纳米管膜的方法

以球磨无定型硼粉和MgO粉后得到混合粉体为原料,于1 150 ℃氮化反应,直接在镍片上生长出BN纳米管膜.利用X-射线衍射、扫描电子显微镜、高分辨电子显微镜和电子散射能谱等分析手段对产物进行了详尽的结构表征,并初步探讨了BN纳米管膜的形成机制.     

登陆中国热带气旋路径的年代际变化

利用1951~2002年热带气旋年鉴资料,将52年分成ID1(1951~1979年)和ID2(1980~2002年)两个年代际时段,研究西北太平洋7~9月登陆中国热带气旋路径的年代际变化.结果表明,登陆中国热带气旋存在明显的月际、年际和年代际变化,从ID1到ID2,热带气旋路径频数在东海和菲律宾海明显下降,而在南海略微有所上升.东海和南海热带气旋路径频数的时间序列进一步揭示了20世纪70年代末期热带气旋路径频数位置的变化.     

基底预处理对于水热法制备ZnO微/纳米管阵列的影响

采用水热法系统研究了基底预处理(基底铺膜、不铺膜吹氮气处理和盐酸浸泡处理等)方式对于制备ZnO微/纳米管阵列的影响;结合ZnO晶体的微观结构,探讨了基底特征与ZnO微/纳米管阵列生长的内在联系.结果表明,采用高纯氮气和盐酸浸泡预处理基底均能制备得到ZnO微/纳米管阵列,并且这两种预处理方法制备出的纳米管在尺寸、形貌和分布上有所不同.ZnO微/纳米管成管机理研究表明,ZnO顶部锌终端对于生长微/纳米管起着决定性作用.