以镍/碳纳米管催化剂制备碳纳米管

碳纳米管由于具有较大的比表面积, 一定的化学稳定性, 其表面性质可以通过不同的酸或碱处理改变, 这决定了纳米碳管能够作为催化剂的载体材料. 通过对比碳纳米管负载的镍基催化剂和硅藻土负载的镍基催化剂在合成碳纳米管试验中的活性和选择性, 发现镍/碳纳米管催化剂合成的碳管直径均匀, 中空较大, 与镍/硅藻土催化剂合成的碳管质量相当, 但产量提高了1.5倍. 碳纳米管载体优异表现应归因于其较大的比表面积和合适的孔分布和孔结构.     

基于碳纳米管薄膜的吸附式气体传感器的研究

研究了低温低压化学气相沉积(LPCVD)法生长的多壁碳纳米管薄膜对气体的敏感性. 结果表明纯的多壁碳纳米管薄膜对气体没有明显的气敏特性, 而碳纳米管-二氧化硅复合薄膜表现出对甲烷、氢气和乙炔的敏感性. LPCVD法生长的多壁碳纳米管-二氧化硅复合薄膜由于Schottky结的形成而具有电容性, 被测气体在多壁碳纳米管表面发生化学吸附, 从而调节Schottky结处存在的空间放电区域而导致介电常数改变是其对气体敏感的主要原因.     

Zn离子注入对多壁碳纳米管结构和场发射性能的影响

利用MEVVA离子源在多壁碳纳米管阵列中注入Zn元素,实现多壁碳纳米管阵列的Zn离子掺杂,分析Zn离子注入对多壁碳纳米管结构和场发射性能的影响.研究发现：Zn离子注入会使多壁碳纳米管顶端产生结构损伤,由多层石墨结构的碳纳米管转变为无定形碳纳米线,Zn与C形成C：Zn固溶复合结构.较低注入剂量下形成的C：Zn复合结构使有效功函数降低,场电子发射的开启电场和阈值电场分别由0.80和1.31V/μm降低到0.66和1.04V/μm,提高了多壁碳纳米管阵列的场发射性能.大注入剂量造成的严重结构损伤会降低场增强因子,使场发射性能下降.     

原位扫描电压法除去多壁碳纳米管的管壁

碳纳米管可以具有金属性或半导体性, 这依赖于它们的手性. IBM公司有选择性地除去了多壁碳纳米管的管壁, 将多壁碳纳米管转变为具有金属性或半导体性的导体. 他们是将碳纳米管置于空气中, 并将其两端施加恒定的偏压实现的. 这里报道一种方法, 即在真空中碳纳米管两端通过反复施加扫描偏压, 原位除去单根多壁碳纳米管的管壁. 碳纳米管最外层与电极的直接接触及其热导率的高度各向异性促进了管壁的一一除去.     

超灵敏、宽频域新型柔性仿生振动传感器

信息化社会对电子产品的柔性化、便携性(轻薄、可折叠、可穿戴)的需求日益增加,最近的研究表明,利用碳纳米管优异的电学、力学特性和纳米尺度效应而设计出的柔性纳米传感器表现出更高的灵敏度、更快速的响应-恢复时间等优异的特性.本文基于多壁碳纳米管(multiwalled carbon nanotube,MWNT)复合材料,采用一种简单喷涂成膜的方法制备了具有空腔结构的柔性仿生振动传感器,该柔性仿生振动传感器时间分辨短(22.7μs),信噪比高(55 dB),检测范围宽(20~22000 Hz),可以高质量地实时检测并记录声音信息,在声音检测以及构筑电子耳膜来治疗耳膜损伤导致的耳聋等方面提供了新的可能性方案.     

多壁碳纳米管-氧化铝复合材料的制备及其力学、电学性能研究

研究了热压制备的多壁碳纳米管-氧化铝复合材料的力学、电学性能及与显微结构的关系. 通过添加4%(质量分数)的MWNTs(多壁碳纳米管), 所得材料的断裂韧性KIC达到5.55 MPa·m^1/2, 是相同条件下所得纯氧化铝断裂韧性的1.8倍. 通过SEM观察发现, 其增韧机制主要是碳纳米管对氧化铝晶界的钉扎机制, 碳纳米管的拔出机制也有一定的作用. 添加2%(质量分数)MWNTs, 并采用不同的分散混合方式, 在相同烧结成型条件下所得复合材料的KIC为3.97 MPa·m^1/2, 和纯氧化铝相比有所提高; 而其电阻率达到8.4×10^-3 W·m, 和纯氧化铝相比, 降低了14个数量级. 研究发现, 碳纳米管在复合材料中的增韧和提高导电性能方面的差异和复合材料的显微结构有很大的关系, 而显微结构的差异又和制备工艺之间有直接的联系.     

不同直径ZnO纳米锥阵列的可控合成及其发光特性

通过锌片与3mol/L丁胺水溶液在100～180℃水热反应12h直接在锌片上原位生长出ZnO纳米锥阵列.利用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对产物进行了表征和分析.结果表明,所制备的ZnO纳米锥为六方纤锌矿结构,生长方向为[0001].通过反应温度的改变制备出了不同直径ZnO纳米锥组成的阵列.研究了ZnO纳米锥的生长过程,提出了可能的生长机理,解释了所观察到的实验现象.研究了ZnO纳米锥阵列的光致发光特性,观察到了分别起源于自由激子发射和激子-激子碰撞的396和377nm的紫外光发光峰和2-E2声子复制.     

以SBA-15为模板制备氮化铜纳米棒的研究

通过化学气相沉积法以SBA－15为模板成功制备出直径约为6nm的cu抖纳米棒．分别采用X射线衍射（XRD）、电子透射显微镜（TEM）、EDS谱图及拉曼光谱对目的产物进行了分析和表征,证实模板SBA－15孔中生成了连续的Cu3N纳米线／棒,并沿模板孔道延伸有数百个纳米长．拉曼光谱对纯Cu3N及本实验目的产物SBA—Cu3N分析表明,因量子效应影响Cu3N纳米棒相对于纯Cu3N其特征分向小波数偏移,此峰可看作是Cu3N纳米棒所特有的特征．该制备二元氮化物纳米结构材料的方法操作简单、反应条件温和,并且可对产物尺寸进行控制,为其他二元氮化物纳米材料的制备提供了参考．     

定向多壁碳纳米管-M140砂浆复合材料的力学性能

研究了M140砂浆、定向多壁碳纳米管．M140砂浆复合材料的制备及其压缩、弯曲性能和折断面显微结构．使用市售普通材料通过变速搅拌工艺在常温水浴养护下制得M140砂浆，该砂浆强度尺寸效应不明显、后期增长缓慢；对定向多壁碳纳米管（A-MWNTs）的羰基化分散体和水分散体两种分散体增强M140砂浆进行了对比研究．添加0．01％（质量分数）的A-MWNTs后，A-MWNTs羰基化分散体-M140砂浆复合材料的抗折强度、抗压强度分别比相同条件下制得的M140砂浆的增加了5-4％，8．4％．而A—MTWNTs水分散体．M140砂浆复合材料的抗折强度、抗压强度分别比相同条件下制得的M140砂浆的增加了20．7％，15．9％．对A-MWNTs水分散体-M140砂浆复合材料断面显微分析得出碳纳米管与砂浆基体间界面结合适中；增强机理主要是碳纳米管对M140砂浆空隙的显微填料效应和碳纳米管的拔出、脱粘．在本文的研究中碳纳米管的水分散体与砂浆相容性好．     

科学家造出世界最小的纳米电动机

前不久 ,科学家用碳纳米管造出了世界上最小的电机 ,它的直径约为 5 0 0纳米 ,比头发丝还要小 30 0倍 ,能够在电压驱动下转动。纳米电动机是美国加利福尼亚大学伯克利分校的科学家设计的。这所学校的亚历克·蔡特勒等研究人员日前出版的英国《自然》杂志上报告说 ,电动机的旋转叶片———一片金叶 ,长度不到 30 0纳米 ,叶片安装在一根由多层碳纳米管做成的转轴上。多层碳纳米管由多根口径不同的空心圆管套在一起 ,两端装有二氧化硅制的电极 ,它固定在一块硅片上 ,碳纳米管的周围还安置了另外 3个电极。在碳纳米管与其中一电极之间施加电压 ,…     

多壁碳纳米管上的银纳米晶生长及Ag-C管的相互作用

针对Ag-纳米晶颗粒（Ag-NCP）与碳纳米管（CNTs）杂化结构中Ag-NCPs／CNTs的相互作用进行了实验探索,使用热蒸发沉积方法实现了在多壁碳纳米管（MWCNT）上生长Ag-NCP．高分辨透射电子显微镜和X射线衍射研究表明,Ag—NCP具有面心立方Ag晶体的相结构特征,Ag—NCP生长引起了CNTs的横截面形变．实验结果显示：合成的Ag-NCP／MWCNT杂化结构是准一维纳米线,并包含着Ag-NCP／CNT异质结;在Ag-NCP／CNT异质结界面处,CNTs存在着局部横截面形变．     

碳纳米管构筑多沟道场效应晶体管

利用功能分子对碳纳米管表面进行了修饰改性, 结合交变电场操纵排布的方法在金属电极之间定向排布单壁碳纳米管(SWNTs), 实现了多条SWNTs并联于场效应晶体管的源漏电极之间, 构成场效应晶体管的多条导电沟道. 该方法避免了SWNTs间的缠绕, 基本上可使SWNTs在源漏电极之间相互分开和平行排列. 实验结果表明, 在高挥发性的有机溶剂中排布可减少源漏电极周围的残留物, 起到提纯SWNTs原料的作用.     

单晶硅基底上制备定向生长碳纳米管阵列的研究

采用热化学气相沉积技术在单晶硅基底上制备出了定向性好、与基底结合牢固的碳纳米管阵列, 研究了制备工艺对定向生长碳纳米管阵列薄膜的影响. 研究发现: 生长温度在750℃, 催化剂厚度在10 nm左右易于形成定向生长的碳纳米管薄膜. 在混合气中乙炔的浓度为27%(体积百分比)时, 可以获得管型准直、管壁较厚、与基体结合牢固的碳纳米管阵列. 另外, 对于碳纳米管的定向生长机制及提高其与基体之间的结合力的方法进行了初步探讨.     

基于铁基纳米晶薄片状吸收剂的吸波涂料制备

采用高压水雾化工艺制备的Fe合金粉为原料，经高能球磨处理和后续真空退火处理制备薄片状外形和纳米晶微结构的Fe基合金吸收剂；选用改性聚氨酯为胶粘剂，以Fe基合金吸收剂为填料制备吸波涂层；并对Fe基合金吸收剂的微波电磁参量和吸波性能做了测量和分析评价。结果表明，基于铁基纳米晶薄片状吸收剂制备的吸波涂料在0．5～18GHz的微波宽频带具有良好的吸波性能（小于-10dB），可以应用于民用抗电磁辐射干扰和军事隐身技术领域。     

纳米晶钛酸钡陶瓷的制备

利用两段式无压烧结和放电等离子体烧结工艺（SPS）分别制备出一系列晶粒尺寸小于100nm的高密度纳米晶钛酸钡陶瓷．通过原位变温拉曼光谱对纳米晶钛酸钡陶瓷进行相结构的分析,结果表明：纳米晶钛酸钡陶瓷和大晶粒钛酸钡陶瓷一样随温度的降低经历从立方→四方→正交→三方的相转变;8nm钛酸钡陶瓷呈现多相共存和相变区间弥散的结构特性．     

浮动催化碳纳米管石墨化后的储氢特性

研究了立式浮动催化法制备的碳纳米管在中压(10 MPa)和室温(25℃)条件下的储氢性能，从管径和形貌方面对碳纳米管的储氢量进行了初步评估. 根据储氢量的大小间接证明了氢分子在碳纳米管中不但发生了表面吸附和内腔吸附，同时也进行了层间吸附. 实验结果表明浮动催化碳纳米管在未来的车用储氢系统中有良好的应用前景.     

碳纳米管膜的制备及其研究进展

碳纳米管众多优良性质,并不仅仅体现在单根碳纳米管中,更多的是在大量的碳纳米管的集中体现,即碳纳米管膜的性质与应用。本文根据碳纳米管膜中碳纳米管的排列方式不同,详细介绍了无序碳纳米管膜、水平有序碳纳米管膜及垂直有序碳纳米管膜的制备方法、应用现状及其面临的挑战。     

力学-电沉积法制备纳米晶光亮镍

提出一种力学-电沉积技术,在未添加任何光亮剂和晶粒细化添加剂的情况下制备出表面平整光亮的纳米晶镍沉积层。与传统电沉积技术的对照实验表明,硬质粒子在镍的沉积过程中不停磨擦和扰动阴极表面及附近溶液,能有效阻止氢气泡和杂质的吸附,避免凹坑、麻点和积瘤等表面缺陷产生。通过SEM,XRD和TEM观察和性能测试发现,硬质粒子的磨擦作用能改变沉积层的组织结构,进而影响其性能。与传统技术所制备的沉积层相比,用本文所述技术在相同条件下所制备镍沉积层的晶粒显著细化,尺寸大约30-80nm;各晶面的衍射强度和（200）面的择优取向度明显减小,（111）面和（220）面择优取向度增加;显微硬度显著提高;磁性能明显改变,饱和磁化强度减小,矫顽力增大。用力学-电沉积技术所制备镍沉积层的微观结构和性能受阴极转速和电流密度的影响。     

纳米La0．6Sr0．4MnO3／Fe粉复合体系微波吸收性能

用溶胶-凝胶法制备了La0.6Sr0．4MnO3粉体,与纳米Fe粉按不同质量比复合,得到复合材料样品。测试了样品在2～18GHz微波频率范围内的复介电常数、复磁导率,计算了微波反射系数和损耗角正切,初步探讨了材料的微波吸收机制。结果表明,当复合质量比为6：4、样品厚度为2mm时,大于10dB的吸收带宽为3．4GHz,最大吸收峰值为16dB,微波损耗是介电损耗和磁损耗共同作用的结果。     

高取向热解石墨纳米孔的制备、控制及纳米结构的模板合成

高取向热解石墨（HOPG）单层及多层纳米可作为结构模板合成金属或半导体纳米结构。本文介绍了作者最近有关用高聚焦离子束轰击和热氧化法在HOPG上制备大小、深度（单层、多层）、密度可控的纳米孔,以及控制纳米孔的形成位置制备周期性的纳米孔有序阵列等工作。并对用HOPG纳米孔作为结构模板合成金属或半导体纳米结构及其有序阵列体系也作了介绍。