聚多巴胺及碳纳米管复合物修饰电极的构建

用循环伏安法研究了沉积法和滴涂法制备的聚多巴胺修饰电极对Fe(CN)_6~(3-)/Fe(CN)_6~(4-)的催化氧化还原性能,在聚多巴胺基础上构建了其与碳纳米管复合物修饰电极.比较了沉积法和滴涂法在电极表面修饰聚多巴胺的效果,深入探究了两种方法的最佳条件,对于沉积法,沉积时间3 h、多巴胺溶液浓度2 mg/m L为最优条件,对于滴涂法,多巴胺溶液修饰量3μL为最优条件.在聚多巴胺修饰基础上,用滴涂法修饰碳纳米管,所构建的复合物修饰层具有良好的导电性能和高稳定性,可应用于电化学检测领域.     

催化裂解法制备螺旋状碳纳米管的实验研究

在硅片上用直流溅射镀铁的方法制备催化剂 ,通过乙炔在 70 0°C下催化裂解制备碳纳米管 .对热解产物进行了扫描电镜观察和 X射线衍射测试 .本文通过对有氢气预处理和没有氢气预处理两种情况下催化裂解法制备的碳纳米管的形貌、管径大小等性质的研究 ,来初步揭示螺旋状碳纳米管的生长机理 .     

单层碳纳米管的纯化与表征

利用焙烧、温和氧化和离心等方法除去电弧放电法制备的单层碳纳米管中的无定形碳、金属催化剂和石墨碎片等杂质．并利用TG-DTA、XRD、SEM等对纯化过程中的样品进行表征。实验证明,该方法对单层碳纳米管的纯化是比较有效的．且经济简便,可以得到纯度为90％．产率为20％的单层碳纳米管。     

以Er/Ni为催化剂合成碳纳米管及其生长机制以Er/Ni为催化剂合成碳纳米管及其生长机制

以Er/Ni为催化剂采用直流电弧放电法合成单壁碳纳米管(SWNTs), 并用扫描电子显微镜、 透射电子显微镜、 拉曼光谱及X射线衍射对电弧放电后 的产物进行表征. 结果表明, 以Er/Ni为催化剂与Y/Ni和Ho/Ni为催化剂合成碳纳米管的直径分布相近, 其直径分布为1.35~1.65 nm, 以1.5 nm为直径的碳纳米管占多数. 对阴极沉积物的X射线衍射分析可知, 稀土元素Er在电弧放电过程中形成稀土碳化物是合成SWNTs产率高的重要因素.      

电弧等离子体冶炼提纯工业硅(英文)

开发了一种把电弧等离子体冶炼和电磁感应搅拌熔体相联合的在高纯石墨坩埚内冶炼提纯工业硅的硅冶炼提纯技术.掺入到电弧等离子体工作气体流中的反应性气体在硅熔体液面处与杂质反应生成挥发性杂质化合物.工业硅中难去除的杂质是B,P和Al.用由水蒸气构成的反应性气体精炼熔融态工业硅来降低其中B和P的含量,随后定向凝固移除其他杂质.用此方法冶炼处理工业硅,其中的B,P,Al,Fe,Ti,Ca和Cu的含量从7.67,73,1931,2845,166,235和56mg/kg分别降低到5.85,29,202,676,36,89和9mg/kg.硅的纯度由原来的99.46%提纯高到99.93%.     

在多孔Al2O3膜板上制备取向碳纳米管

在阳极氧化法制备的多孔Al2O3膜板上用CⅧ技术制备出了大面积且高度取向的碳纳米管及阵列,用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)观察了碳纳米管阵列的表面形貌和单根碳纳米管的精细结构．分析了不同沉积条件对碳纳米管及阵列生长特性的影响．结果表明,阳极氧化法制备的Al2O3多孔膜板的高取向性使沉积生长其中的碳纳米管阵列也具有极佳的取向性和可控性．     

单壁碳纳米管的超导电性

阐述了电弧法制备单壁碳纳米管以及在单壁碳纳米管内实现超导态的实验方法。对用电弧法制备碳纳米管的实验条件、实验过程和实验产物进行了讨论。此外，分析了用、接受诱导法”实现碳纳米管的超导电态的具体条件，即将单壁碳纳米管束或单个碳纳米管嵌放在两个超导电极之间，在一定的条件下，有可能在碳纳米管内诱导出超导电流，已有的实验显示碳纳米管内的超导电流的临界值较大，并表现出特殊的对温度和磁场的依赖性。“接近诱导法”打开了探索碳纳米管超导性质的大门。     

聚芴(PFs)制备和表征的研究进展

聚芴是一种重要共轭高分子材料,文章概述了可溶解性聚芴(或芴的寡聚物)的3种典型聚合方法,即FeCl3(三氯化铁)氧化法、镍催化法以及铂催化法合成聚芴,并按照分子链序列结构(交替共聚,嵌段工具,无轨共聚)的线索回顾了芴的共聚物的制备,简单介绍了目标产物的性质特征和对聚芴发光特性的影响。     

催化法低温合成碳纳米管

用金属Mg、C2Cl6和AlCl3作原料,以苯为溶剂,在200 ℃下通过催化置换反应12小时,生成碳纳米管.产物用XRD、TEM、HRTEM和拉曼光谱来分析表征,产品为多壁碳纳米管,直径约为100 nm左右,长度为几微米.通过对比实验证明lewis酸(AlCl3)在碳纳米管的形成中起了重要的作用,并提出了一种可能的反应机理.本方法也可用于制备其它碳质材料.     

催化剂的合成方法及配比对CVD法制备碳纳米管的影响

用离子注入法、简单混合法和水热晶化法分别制备了片状负载型系列、粉状混合型系列及粉状负载型系列催化剂.用3种系列催化剂通过CVD法分别制备了碳纳米管粗产物,用TEM和SEM检测手段对粗产物形貌进行了观察.结果表明,片状负载型催化剂:当Fe(Ⅱ)离子注入能量为25 keV、剂量为1×1016cm-2时其催化活性较高,制得的碳纳米管含量较多,管径均匀(约20 nm),但粗产物数量少;粉状混合型催化剂(Co/石墨):当纳米Co粉比例为15%时具有一定的催化活性,CVD法制备碳管有少量管径不一的碳管生成;水热法合成的粉状负载型催化剂(NiO/SiO2)分散性好、催化活性高,当硅-镍比为1:12时制备的碳纳米管含量高,管径细而均匀(10～16 nm),并且粗产物数量较多.     

多缺陷碳纳米管的制备及其光催化性能研究

低温合成的碳纳米管在纯化后进行高温煅烧(真空),X射线光电子能谱(XPS)和比表面积(BET)分析显示,O/C原子比下降,比表面积增大.拉曼光谱和透射电子显微镜(TEM)进一步证实,该热处理的碳管呈现较多的缺陷.光催化测试显示此种多缺陷碳管具有明显的光催化性能.这主要是因为,大部分化学吸附的氧原子将被解吸,很容易使局部晶格重新排布,形成大量的拓扑学缺陷和空位缺陷.由此在碳管的能隙间形成缺陷态能级,以致可以被可见光激发,即表现出光催化特性.     

碳纳米管的表面修饰及其在水中的分散性能研究

采用硫酸和硝酸混合酸对催化裂解法(CⅧ法)制备的多壁碳纳米管(CNTs)进行纯化,然后运用十六烷基三甲基溴化胺(HTAB)对CNTs进行修饰,并利用透射电子显微镜、红外光谱和拉曼光谱表征了CNTs的表面结构;另外,通过数码照相机和乌氏粘度计研究了修饰的CNTs在水中的分散性能,实验结果表明,通过混合酸处理能够使CNTS表面拥有较多的羟基和羧基官能团;在氨水的作用下,CNTs能够被HTAB所包覆,而且修饰后的CNTs在水中的分散性能得到提高．     

新型明胶基碳纳米管骨架活性炭的制备

催化裂解法制备的碳纳米管(CNTs)经混酸纯化后,均匀分散到明胶的溶液中,用乙醇析出得到明胶/碳纳米管海绵前驱体,再通过炭化、氢氧化钾活化处理制备出明胶基碳纳米管骨架活性炭.采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品的表面形貌进行表征,结果显示:碳纳米管能够很好地被明胶包覆,并均匀分散在整个基体中.比表面和孔结构测试结果表明:随着碳纳米管含量的增大,活性炭样品比表面积和总孔容先增大后减小.此外,还对明胶基碳纳米管骨架活性炭孔结构的形成机理进行了分析讨论.     

官能团化碳纳米管的表征

采用不同酸处理方法对碳纳米管进行官能团化,并用酸碱滴定、红外光谱和拉曼光谱对碳纳米管进行表征。结果表明,酸处理后在碳纳米管表面引入羰基、羧基及羟基官能团,碳纳米管的缺陷程度、总酸量以及羧基含量取决于氧化温度、酸类型、处理时间和酸浓度;羧基的引入需要强氧化作用,总酸量和羧基含量随着氧化程度的增强而增加;可以通过控制处理条件改变碳管表面官能团的种类和数量。     

选择性湿法刻蚀制备内嵌碳纳米管的沟槽结构

提出一种“自下而上”的纳米结构的制备方法。在生长有碳纳米管的氧化硅表面沉积数纳米的钯金属膜后, 用氢氟酸刻蚀, 得到完全由碳纳米管引导的沟槽结构, 并且碳纳米管沿沟槽分布在其底部。通过导电原子力显微镜对沟槽内的碳纳米管的表征, 发现其仍然具有良好的导电性。在碳纳米管和钯金属膜之间增加一层磁控溅射沉积的氧化硅, 可以增加沟槽的深宽比。通过降低钯金属膜的致密程度, 沟槽的开口宽度可降至100 nm左右。该方法制备的结构可以进一步用来构建基于碳纳米管的纳电子器件。     

未修饰碳纳米管的细胞毒性机理及其影响因素

随着碳纳米管（carbon nanotubes,CNTs）制备技术的成熟和潜在应用的开发,CNTs的毒性也逐渐引起人们的重视.就未修饰CNTs而言,目前已有大量的文献报道了它们的细胞毒性的效果、机理、影响因素等.一种观点认为,CNTs通过影响细胞粘附、细胞周期或引起细胞内氧化应激水平的提高等手段,导致细胞发生凋亡,存活率下降.但也有一些研究发现,CNTs具有较高的生物安全性,没有显著的细胞毒性.存在对立的实验结果的主要原因是影响CNTs细胞毒性的因素很多.CNTs杂质的种类和含量、纯化方法不同,细胞培养环境的不同甚至生物终点检测方法的不同,都会影响对CNTs细胞毒性的判断.CNTs本身的性质,包括长度/直径、分散性等也都影响着CNTs的细胞毒性.为了更准确地评估CNTs的细胞毒性,建立标准样品,统一检测方法势在必行,即建立CNTs标准品和暴露剂量标准,发展适合CNTs的细胞毒性检测方法.归纳总结了以上各方面的研究成果,对今后的相关研究提出看法和建议.     

Advanced technology for functionalization of carbon nanotubes

Functionalization of carbon nanotubes (CNTs) has attracted considerable interest in the fields of physics, chemistry, material science and biology. The functionalized CNTs exhibit improved properties enabling facile fabrication of novel nanomaterials and nanodevices. Most of the functionalization approaches developed at present could be categorized into the covalent attachment of functional groups and the non-covalent adsorption of various functional molecules onto the surface of CNTs. This review highlights recent development and our work in functionalization of carbon nanotubes, leading to bio-compatible CNTs, fluorescent CNTs and transition metal functionalized CNTs. These novel methods possess advantages such as simplified technical procedures and reduced cost of novel nanomaterials and nanodevices fabrication.     

CeO2/CNTs纳米复合粒子的制备及其催化性能

 采用液相化学沉积法制备CeO2/CNTs纳米复合粒子,考查了表面活性剂对产物形貌的影响,采用TEM、XRD、FT-IR等手段对产物的形貌和晶相结构进行表征。结果表明,在一定条件下,表面活性剂的“桥接”作用有效地改善了活性组分的负载,以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂,以自制碳纳米管（CNTs）为载体,可以制备出负载均匀的CeO2/CNTs纳米复合粒子。探讨了活性组分CeO2在CNTs表面的负载机制,并在此基础上研究了所得样品在风化煤硝酸氧解制备腐植酸中的催化性能。催化结果表明,CeO2/CNTs纳米复合粒子的催化性能明显优于单纯的CeO2和CNTs的催化性能,能显著提高腐植酸的产率。     

低温碳纳米管的XPS光谱特征研究

采用X射线光电子能谱对后处理前后的低温碳管(LT-CNTs)进行表面特征分析.发现纯化后碳管的O/C原子比升高,经过Ar气保护下的高温煅烧的后处理后,其O/C原子比降低,比表面积增大.对C1 s峰的拟合分析表明,碳管表面的含氧基团发生改变,深度纯化碳管时,大量活性碳原子变为羟基(C-O),大量的羰基(C=O)变为羧基(O-C=O).同时,大部分化学吸附的氧气将解吸,氧气的解吸将使C-O键或O-C=O转变为C=O双键等形式,且伴随碳管电学性质的改变,由明显的金属性转变为半导体性.     

碳纳米管对天然有机质氯化消毒副产物生成的影响

以应用广泛的碳纳米材料多壁碳纳米管(CNTs)和水体中普遍存在的天然有机质(NOMs)为研究对象,探讨CNTs对两种不同种类NOMs(Suwannee river standard humic acid,HASR和Suwannee river standard fulvic acid,FASR)氯化生成消毒副产物的影响...