碳纳米管的合成与制备

金属纳米颗粒和碳纳米管是两种重要的纳米材料,要实现碳纳米管的大批量制备,必须首先解决催化剂连续投放问题和催化剂与产物及时导出的问题.通过特殊的反应装置和工艺可以实现碳纳米管的连续制备,从而达到低成本大批量制备碳纳米管的目的.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.     

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     

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.     

金属纳米颗粒对碳纳米管表面浸润特性的研究

利用分子动力学和第一原理计算方法,对3种典型金属纳米颗粒在碳纳米管表面的浸润过程进行了建模分析.结果表明,金属纳米颗粒在较低的温度即可融化,并对碳纳米管表面浸润,其浸润能力取决于碳纳米管对金属原子的吸附力和金属原子之间的吸引力,两者之间的力差决定了不同类型金属原子对碳纳米管表面的浸润特性.     

氧化锰/碳纳米管超级电容器复合电极材料的制备

发展了一种简单的用二氧化锰修饰碳纳米管的方法.二氯化锰水溶液在微波辐射下直接转化为二氧化锰,所得的二氧化锰纳米颗粒沉积在碳纳米管上.透射电镜结果表明二氧化锰纳米颗粒尺寸分布均匀.场发射扫描电镜结果表明二氧化锰纳米颗粒和碳纳米管交错形成三维的网状结构.能谱证明了二氧化锰纳米颗粒沉积在碳纳米管上.循环伏安结果显示沉积二氧化...     

不同形貌铜纳米颗粒的制备与催化性能研究

目的制备一系列不同形貌的铜纳米颗粒,探讨影响金属纳米晶体形貌和尺寸的因素,并研究其催化性能。方法采用化学还原法和水热法进行合成。结果合成出立方体,小球体,片状和枝状形貌的铜纳米颗粒,并选用立方体和小球体这两种具有代表性的铜纳米颗粒应用于苯羟基化反应中,发现立方体形状的铜纳米颗粒具有更高的催化活性。结论就大多数反应而言,较低的反应前驱物浓度、较低的反应体系温度、较长的反应时间以及适当的助剂,有利于生成形貌规整,尺寸均匀,分散性较好的纳米晶体;且铜纳米颗粒催化活性与其暴露晶面有关,高能晶面的催化活性较高。     

化学镀CuNiP-碳纳米管复合材料的制备与表征

用化学镀的方法在多壁碳纳米管表面沉积Cu—Ni—P合金,制备碳纳米管复合材料．并对制备出来的复合材料进行透射电子显微镜（TEM）和X-射线衍射（XRD）表征．通过XRD对已制备的化学镀合金分析．得出沉积铜为立方面心结构而镍是非晶态．TEM观察复合碳纳米管,发现在其表面沉积有分散均匀纳米级的金属颗粒,Cu-Ni-P合金呈球形．     

碳纳米管的化学镀银及SEM研究

通过对碳纳米管进行金属包覆,制备一维纳米复合材料,利用化学镀方法在碳纳米管表面得到完整均匀的银镀层。研究表明,镀层质量与表面处理,反应速率和反应时间密切相关。     

Co@CNTs的制备及性能表征

采用球磨处理增加碳纳米管的结构缺陷,提高其反应活性,并以简单水热法合成了Co@CNTs复合物.用XRD、SEM、TEM对其结构和形貌进行了表征.结果显示,球磨处理后CNTs长度变短,复合物中CNTs与Co分布均匀,Co为纳米颗粒且有部分生长在CNTs表面.电化学性能测试结果表明,Co@CNTs电极比Co电极具有更高的放电容量、更好的循环稳定性及抗腐蚀性能.     

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.     

电化学法制备纳米铜粉

在十二烷基硫酸钠、吐温80、苯、正丁醇、十二烷基硫醇和硫酸铜混合而成的乳液中,采用电化学合成的方法制备稳定的、粒径均匀的Cu纳米颗粒.采用XRD、TEM及FT-IR对所制备的Cu纳米颗粒的结构、形貌、粒径大小及表面键合性质进行表征.结果表明,制备的纳米铜粉为球型颗粒,分散较好,尺寸较为均匀,约为60~80 nm,并且具有立方晶型结构;得到的纳米铜颗粒表面含有一层有机物质,形成了包覆层较薄的核壳结构,这种包覆层阻止了纳米铜粉在空气中或水中的团聚和氧化,起到提高纳米铜颗粒的分散性和稳定性的作用.     

细乳液原位聚合法制备聚苯乙烯非共价修饰的碳纳米管

用细乳液原位聚合方法合成了聚苯乙烯/碳纳米管复合乳液,在用于聚合的单体中加入5%的交联剂二乙烯苯,使得部分聚苯乙烯通过交联缠绕固定在碳纳米管表面.乳液中碳纳米管表面负载有聚苯乙烯纳米微球或纳米薄膜.破乳后得到的复合材料在除去游离态的聚苯乙烯后,仍有部分聚合物因交联缠绕作用而存在于碳纳米管表面,使碳纳米管可均匀地分散于甲苯溶剂中.该方法解决了非共价修饰中聚合物和碳纳米管之间的结合力问题.     

铜纳米颗粒的仿生合成及其在CT成像中的应用

提出了一种简单易行的合成策略,以蛋清白蛋白（CEW）为稳定剂和生物模板来制备铜（Cu）纳米颗粒Cu@CEW,并就其在电子计算机断层扫描（CT）成像应用方面进行了初步探索.在温和实验条件下,通过一锅法合成的均匀分散的Cu@CEW纳米颗粒平均粒径为4.62 nm.通过稳定性测试表明：制备的Cu@CEW纳米颗粒具有良好的多溶液体系分散性和稳定性,放置7 d后无聚沉现象产生.通过生物毒性试验表明：Cu@CEW纳米颗粒具有良好的生物相容性,在人肺癌细胞A549与质量浓度为30 μg·mL^-1的Cu@CEW纳米颗粒共孵育48 h后,仍保持着较高的细胞存活率.与临床造影剂碘海醇相比,Cu@CEW纳米颗粒具有比较明显的CT增强成像效果,这为金属Cu纳米材料的合成和应用提供了新的思路.     

ZnO/SnO_2核壳结构染料敏化太阳能电池性能研究

文章采用水热/溶剂热法分别合成一维ZnO纳米线阵列及均匀SnO2纳米颗粒,再通过旋涂法合成了ZnO纳米线/SnO2纳米颗粒核壳复合纳米结构。在染料敏化太阳能电池(DSSCs)中,与单一结构的ZnO纳米阵列或SnO2纳米颗粒光阳极相比,所合成的新型复合纳米结构的光阳极能有效地提高光电性能,短路电流、开路电压及转化效率分别为2.93mA/cm2、0.64V、0.74%。入射光光电转换效率(IPCE)、强度调制光电流谱(IMPS)及强度调制光电压谱(IMVS)的测试结果表明:SnO2纳米颗粒包裹层能增加比表面积,有利于染料的吸附;能有效地抑制ZnO与电解液界面的电子复合,提高了电子寿命。     

碳纳米管上沉积铂工艺的研究

对碳纳米管上沉积纳米级金属铂颗粒的工艺进行了探索性的研究。经处理后的碳纳米管与氯铂酸乙醇溶液 ,在一定温度时缓慢加入 H2 O2 ,Na2 S2 O4溶剂 ,然后在室温下电磁搅拌 ,清洗、过滤 ,烘干后的黑色粉末放置管式炉中在氮气气氛下保温。经 X射线衍射 (XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜 (TEM)的检测结果表明 ,沉积在碳纳米管上的铂颗粒尺寸细小 ,分布均匀 ,无铂颗粒大块聚集。这为碳纳米管作为催化剂载体的研究奠定了基础     

铁磁性金属填充碳纳米管的微波吸收机理研究

深入探讨了铁磁性金属填充碳纳米管的微波吸收机理,对铁纳米粒子填充碳纳米管的微波吸收特性进行了数值模拟,计算了其自然共振频率,模拟结果与实验数据相吻合理论上证明了铁磁性金属填充碳纳米管对微波的强烈吸收主要是样品中铁磁性金属纳米粒子在微波作用下产生了磁共振的结果研究发现,随着铁磁性金属填充碳纳米管薄膜厚度的增加,其共振频率...     

基于自组装的碳纳米管一金纳米复合物固定超氧化物歧化酶及其直接电化学

纳米材料结构上的特殊性,使其具有一些独特的效应,如表面效应、体积效应、量子尺寸效应等等,因而表现出许多优异的性能和全新的功能,广泛应用于电子、生物、医药、化工、材料等众多领域．碳纳米管作为重要的纳米材料之一,自上世纪90年代以来一直是纳米科技的前沿领域．近年来采用物理或化学方法合成的金属纳米粒子一碳纳米管复合材料在燃料电池、催化剂、光电子器件、传感器等方面显示了广泛的技术应用前景．     

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.     

Pickering乳液模板法制备复合荧光微球

以正硅酸乙酯为原料,采用改进Stober法合成了粒径均匀的SiO2纳米颗粒,利用罗丹明B对SiO2纳米颗粒疏水改性制得Pickering乳液,并以此为模板制备聚苯乙烯复合微球.通过接触角测量仪、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)及荧光显微镜对纳米颗粒和复合微球的形貌和性能进行了表征.结果表明,罗丹...