超声分散法制备聚酰亚胺／碳纳米管复合材料

以3,3′4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)及4, 4′-二氨基二苯基醚(ODA)为基本原料, 采用超声分散法,掺入碳纳米管,制备了聚酰亚胺/碳纳米管复合材料. 在不同超声时间、不同超声频率下对纳米粒子进行了分散研究,并对聚酰亚胺/碳纳米管复合材料结构表征,从力学性能,导电性能等方面进行了研究. 研究表明:超声频率325 Hz,超声时间90 min时,碳纳米管在聚酰亚胺膜中得到很好分散,聚酰亚胺/碳纳米管复合材料的力学性能和导电性能优于聚酰亚胺膜.     

在碳纳米管上CVD法原位生长CdSe纳米晶体

用化学气相沉积(CVD)法在多壁碳纳米管(MWCNTs)上均匀地生长了CdSe纳米晶体,并用TEM、SEM、EDS、UV-V is和XRD对CdSe纳米晶体的形貌和结构进行了表征.结果发现,CdSe纳米晶体的粒径约为18 nm,晶相为六方晶型,光谱分析表明CdSe纳米晶体的起始吸收大约在650 nm左右.     

浮动催化裂解法制备碳纳米管的副产物

研究了浮动催化裂解法制备碳纳米管过程中所生成的副产物(碳纳米球、Y型连接碳纳米管和碳纳米管薄膜)的形态及成因,使用透射电子显微镜(TEM)及Raman光谱对产物进行了检测。结果表明,碳纳米球在石墨化后进一步转化为晶化程度较好的纳米晶球;Y型连接碳纳米管及碳纳米管薄膜的产生是由浮动催化法自身特点所决定的;通过控制工艺参数可以实现这些副产物的半连续制备。     

多壁碳纳米管的纯化

研究了碳纳米管中各种不同形态的碳相在氢气氛下的甲烷化行为及其在碳纳米管纯化中的应用,研究结果表明,不同稳定性的碳相在氢气氛下的起始甲烷化温度是不一样的,构成碳纳米管主体的六元环的碳,较之类似活性碳的杂形碳以及主要由五元环和七元环构成的碳纳米小颗粒,在氢气氛下是较为稳定的,实验表明,通过控制甲烷化的温度以及尾气的相色谱检测可实现碳纳米管的纯化及纯化进程的实时在线监控。     

钛基底上碳纳米管束阵列的制备与电化学性质

用热化学气相沉积法在阳极氧化4min的钛片上直接生长了有序碳纳米管束阵列。扫描电镜和透射电镜表征分析证明碳纳米管呈有序束状,管束由缠绕的碳纳米管组成。用半导体参数测试仪测得的电流-电压特性曲线接近线性,表明碳纳米管和钛片间近似欧姆接触。X射线衍射（XRD）表明TiC层的存在,进而通过对C-Ti二相图的分析确定TiC层是实现碳纳米管与钛基底近似欧姆接触的原因。用交流阻抗和循环伏安研究了碳纳米管阵列的电化学性质,证明其具有良好的电容特性。     

微波法制备碳纳米管负载ZnCdS纳米粒子及其光催化性能

用微波法制备了碳纳米管负载ZnCdS纳米复合材料(ZnCdS/CNTs).通过扫描电子显微镜(SEM),透射电镜(TEM)和X-射线粉末衍射(XRD)测试表明:平均粒径为25 nm六方纤锌矿结构的ZnCdS纳米粒子均匀分散在碳纳米管表面.ZnCdS/CNTs纳米复合材料在可见光下光催化降解甲基橙和罗丹明溶液.结果表明:催化剂用量为0.02g/L条件下,对初始浓度均为100mg/L的甲基橙和罗丹明溶液进行可见光光照50min后,降解率分别达到97%和96.7%;催化剂重复使用3次后,光照50min后甲基橙和罗丹明的降解率仍可达到92%和91%.     

碳纳米材料的制备及应用

碳纳米材料具有独特的低维纳米结构、优异的性能和潜在的应用价值.重点综述上海大学低维炭材料与器件物理研究所在碳纳米材料研究方面的最新进展,并对碳纳米材料的发展趋势及对未来生产生活的影响进行评述.研究所在高纯度高结晶性单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes,SWCNTs)、双壁碳纳米管(double-walled CNTs,DWCNTs)的大量生产与应用,具有量子效应的多壁碳纳米管(multi-walled CNTs,MWCNTs)的合成,碳纳米线的可控生长,单根MWCNT、单根碳纳米线的拉曼(Raman)光谱研究以及石墨烯的大量制备等方面均取得了可喜的成果.     

碳纳米管限域效应及其催化应用研究进展

由于碳纳米管(CNTs)独特的结构和性质,使其具备作为催化剂载体的优异条件.通过选择合适的途径将催化剂组装在碳纳米管内部,利用碳纳米管管腔对催化剂性能的调变作用,达到提高催化活性的目的,成为近年来碳纳米管在催化领域研究的热点.结合近年来碳纳米管限域效应研究的成果,介绍了常用的碳纳米管填充方法；概括了碳纳米管对管内填充物...     

单壁纳米碳管及管束的制备与表征

用阳极弧等离子体蒸发内含催化剂(Fe、Co、Ni)的石墨棒,合成单壁碳纳米管及管束,对产物进行热重分析、X射线衍射分析和Raman光谱分析等多方面表征.结果表明产物是结构缺陷少、纯度高、碳管直径均匀、准直、质量好的单壁纳米碳管及管束.给出阳极弧等离子体法制备高质量单壁碳纳米管的最佳条件为氦气压60 kPa,弧电流70 A,催化剂质量比w(Fe)∶w(Co)∶w(Ni)=1∶1∶1及良好的冷却条件.并计算出单壁纳米碳管的密度及杨氏模量随半径的变化关系.     

我国两项新材料研究取得重要进展

一、创造了碳纳米管列阵制备新方法由中国科学院物理研究所"纳米材料与介观物理"研究小组解思琛等承担的国家自然科学基金项目"布基管和布基葱的相关问题研究"，在当今国际前沿课题碳纳米管列阵的制备方法研究上取得了重要进展。他们创造了一种新方法，制备出了结构优异的碳纳米管列阵，国际著名刊物《Science》对此给予高度的评价，认为它是一种制备碳纳米·管列阵的新技术。碳纳米管是具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级、轴向尺寸为微米量级）的一维量子材料。由于其性质随结构而变化，可由绝缘体变为半导体，也可由半导体变为金属，并具…     

六角排列碳纳米管阵列的场增强因子的计算

通过求解Laplace方程得到六角排列的碳纳米管(CNTs)阵列的管尖端电场强度和场增强因子,具体研究CNTs的自身线度、阵列密度及阵列形状对CNTs的场增强因子的影响.研究结果表明,场增强因子随CNTs长径比的增加而增加,对于长径比一定的CNTs阵列,对应着一个最佳阵列密度,如管长为 6 μm、管径分别为5 nm、13 nm、20 nm的CNTs阵列对应的最佳阵列密度为3.05×1011 cm-2、4.83×1010 cm-2、2.12×1010 cm-2.在相同的阵列密度下,六角排列CNTs阵列的场发射性能要优于四方排列的CNTs阵列.计算得到六角排列CNTs阵列上端面的电势分布曲线.     

二维、三维模型碳纳米管场发射场强计算的比较研究

在计算碳纳米管场发射显示器中电场强度时,为了提高计算效率,许多资料将三维空间的场发射简化为二维模型进行计算,为了比较分析使用二维模型和三维模型计算结果的差异,建立了二维模型单根碳纳米管、三维模型单根碳纳米管和单碳纳米墙3个模型,应用Ansoft Maxwell有限元数值仿真软件进行了仿真,计算结果表明:二维碳纳米管场发射模型的仿真结果代表的三维空间实际情况为碳纳米墙场发射,而不是真正的三维空间碳纳米管场发射。对于单根碳纳米管,用二维模型计算的碳纳米管尖端电场强度仅为三维空间碳纳米管尖端电场强度的1／4。     

使用碳纳米管AFM针尖的蛋白质高分辨率成像

原子力显微镜(AFM)是分析生物分子结构的有效手段,而目前使用的探针针尖的性质限制了高分辨率图像的获得。该文将碳纳米管安装到原子力显微镜的传统针尖上,制作出碳纳米管针尖以解决这个问题。运用碳纳米管针尖在大气常温条件下获得了由3个单元组成的小鼠抗体IgG蛋白质的Y形结构,并且分子的尺寸与X射线晶体衍射的结果非常接近,这种效果用传统针尖是无法获得的。获得的蛋白质分子超微结构的高分辨率图像为研究蛋白质分子功能提供了有价值的信息。     

氮掺杂(10,0)单壁碳纳米管的电子结构

利用密度泛函第一原理研究不同氮掺杂方式(10,0)单壁碳纳米管的电子结构. 当氮原子取代碳纳米管中的碳原子时, (10,0)单壁碳纳米管转变为n型半导体. 当氮原子吸附在碳纳米管表面时, (10,0)单壁碳纳米管转变为p型半导体, 同时与吸附氮原子相连碳原子的p轨道上的小部分电子被激发至d轨道上.      

低温催化裂解烷烃法制备碳纳米管

实验发现，甲烷可在较低温度（７２３Ｋ）下，在一种Ｎｉ催化剂上分解生成碳纳米管．透射电镜测试结果显示，通过此法制得的碳纤维几乎都具有管状结构．碳纳米管的外径，管长及产率明显地受催化剂的结构、性能，反应温度和原料气流速所支配．将所制得的产物浸泡在稀硝酸溶液中，溶去催化剂颗粒，经水洗，并于４７３Ｋ温度下烘干，可达到将碳纳米管产物与催化剂分离、纯化的目的．     

活性碳纳米纤维对VOC的吸附性能

通过对比不同直径的活性碳纳米纤维及活性碳纤维对苯、甲苯和乙醇蒸汽的吸附等温线,研究不同直径的活性碳纳米纤维及活性碳纤维吸附挥发性有机物(VOC)气体性能的差异。经扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等测试分析,结果表明:活性碳纤维直径在10μm数量级,随直径减小,纤维晶体性变差,结构无序性增大;微孔达0.4～0.8 nm时VOC气体分子更易进入与吸附位结合;活性碳纳米纤维及活性碳纤维氮吸附-脱附曲线均为Ⅰ型。故分压比低于0.01时活性碳纳米纤维对苯、甲苯和乙醇的吸附量要高于活性碳纤维的吸附量。     

多壁纳米碳管修饰电极的制备及表征

报道了一种多壁纳米碳管修饰电极的制备方法并表征了它的电化学特性.经酸处理后的纳米碳管表面有碳酸根基团存在,当它被修饰到电极表面时会产生一对氧化还原峰.该修饰电极对发生在它表面上的电极反应具有明显的促进作用;对生物物质多巴胺的氧化还原具有稳定的电催化作用.     

H原子通过碳纳米管的分子动力学模拟

利用Brenner(#2)半经验多体相互作用势和分子动力学模拟方法研究了氢原子在单壁碳纳米管中的运动.对温度为10K时,初始入射动能分别为1,5,10,15,20,30eV的H原子以不同的入射角度进入碳纳米管进行模拟,观察了氢原子与碳纳米管的吸附情况及在碳纳米管中的运动,并讨论了不同入射能量和入射角度对氢原子在碳纳米管中吸附的影响.结果表明,在能量为20eV时H原子能够很好的吸附在碳纳米管管壁上.     

甲基修饰单壁碳纳米管的几何结构、束缚能和电子结构

采用brenner经验势通过计算甲基吸附在碳纳米管上吸附能的方法找到了甲基修饰单壁碳纳米管最稳定的几何结构，并且发现甲基吸附在单壁碳纳米管上吸附能随着碳纳米管的直径的增加而减少，最后运用从密度泛函紧束缚方法计算了甲基修饰碳纳米管的电子态密度，发现当甲基修饰碳纳米管后，碳纳米管在费米能级附近出现局域态，改变了碳纳米管的光电特性，因此，甲基修饰的单壁碳纳米管有可能成为制造纳米发光元器件重要原材料之一．     

单根碳纳米管的低温电输运性质

报道了单根碳纳米管的低温电输运测量结果,特别关注了由于碳纳米管在长度方向的尺寸较小时产生的库仑阻塞性质,碳纳米管的低温电输运出现了零偏置反常和库仑振荡。因此碳纳米管在小的尺寸和低温时不仅出现能量量子化而且可以出现电荷量子化-量子点的行为。