基板焙烧温度与合成时间对V形火焰法于不锈钢基板直接生长碳纳米管的影响

为了实现于锅炉中直接制备附着碳纳米管的各类构件,采用自主研发的V形火焰法,在不锈钢基板上直接快速生长碳纳米管。通过SEM、XRD谱和Raman光谱分析了基板预处理温度和合成时间对碳纳米管生长过程,并对不同条件下产物的形态、结晶度进行了分析。通过EDS分析了附着碳纳米管的基板元素含量变化。结果表明:通过调整基板的焙烧温度,能够控制基板上碳管的密度和质量;焙烧温度为500～600℃时产物的产量和质量最优。实验条件下,铁是促进碳纳米管生长的活性位点;碳纳米管的生长经过碳的溶解、扩散和析出的过程。2 min后碳管开始生长,7 min得到的碳管均匀覆盖于基板表面,管壁笔直,杂质少。可见,V形火焰法能够直接在经过焙烧的不锈钢板上生长碳管,且合成时间短、预处理过程简单,为批量生产附着碳纳米管构件提供了简单有效的途径。     

有限元法分析栅极对CNTs场发射性能的影响

建立了栅极冷阴极结构和二极管结构的碳纳米管(CNTs)场发射阴极,利用有限元素法对发射体的场发射性能进行了模拟,进一步计算并分析了栅极、栅极电压以及栅孔半径等参数对碳纳米管尖端电场分布和场发射性能的影响.结果表明,栅极对碳管尖端的激发电场具有很强的增强作用;栅极电压越高,场增强因子越大;最佳场发射栅孔半径为碳纳米管半径的10倍;栅极使得碳纳米管的开启电压降低,发射电流密度增加.     

基板焙烧温度与合成时间对V型火焰法于不锈钢基板直接生长碳纳米管的影响

为了实现于锅炉中直接制备附着碳纳米管的各类构件,采用自主研发的V型火焰法,在不锈钢基板上直接快速生长碳纳米管。通过SEM、XRD谱和Raman光谱分析了基板预处理温度和合成时间对碳纳米管生长过程,并对不同条件下产物的形态、结晶度进行了分析;通过EDS分析了附着碳纳米管的基板元素含量变化。结果表明：通过调整基板的焙烧温度,能够控制基板上碳管的密度和质量,焙烧温度为500~600oC时产物的产量和质量最优;本实验条件下,铁是促进碳纳米管生长的活性位点;碳纳米管的生长经过碳的溶解、扩散和析出的过程,本实验条件下,2min后碳管开始生长,7min得到的碳管均匀覆盖于基板表面,管壁笔直,杂质少。可见,V型火焰法能够直接在经过焙烧的不锈钢板上生长碳管,且合成时间短,预处理过程简单,为批量生产附着碳纳米管构件提供了简单有效的途径。     

“纳米碳管薄膜新工艺技术研究”项目通过教育组织的科技成果鉴定

2002年1月5日，我校朱长纯教授等完成的“纳米碳管薄膜新工艺技术研究”通过了教育部组织的科技成果鉴定．“纳米碳管薄膜新工艺技术研究”项目是在纳米技术这一重大技术领域的背景下，对碳纳米管薄膜的生长和纯化工艺进行的深入研究，研制出了利用催化热解法生长和纯化碳纳米管薄膜及利用低压化学气象沉积法生长并优化碳纳米管薄膜的新工艺，为碳纳米管在多种领域的应用提供了技术手段，具有广阔的应用前景，达到世界领先水平．“纳米碳管薄膜新工艺技术研究”项目通过教育组织的科技成果鉴定     

弯曲碳纳米管表面包覆偏硼酸锌单晶及其矫直碳管之机理

国际上首次在多壁碳纳米管表面生长了偏硼酸锌单晶包覆层. 通过SEM, TEM观察, 发现包覆后的碳纳米管-偏硼酸锌单晶复合棒直径从几十到几百纳米不等. 值得注意的是原本弯曲的碳纳米管在单晶包覆后变直了. 结合实验结果, 建立了一个二维模型, 对晶体在碳管表面成核及生长进行了解释, 并探讨了弯曲碳管被矫直的机理.     

催化热分解法纳米碳管的制备与提纯

通过催化热分解法制备了多壁纳米碳管,研究了制备纳米碳管的最佳实验条件·对制备的纳米碳管进行了提纯实验·应用X射线衍射、透射电镜对自制的原料纳米碳粉进行了粒度测定、形貌观察·纳米碳粉为球形颗粒,粒度为50～80nm·应用透射电镜对纳米碳管进行了形貌观察,纳米碳管为定向生长,直径在20～30nm之间·在1000℃,1.5h时,得到了较高收率,纯净的碳纳米管·     

氧化热处理对不锈钢基碳纳米管结构及其电化学检测性能的影响

采用化学气相沉积法,以不锈钢基体中的Fe、Ni等成分为催化剂,直接在其表面生长碳纳米管并进行氧化热处理。采用场发射扫描电镜观察制备的碳纳米管形貌及尺寸,并采用接触角测量方法检测试样亲水性质,结合透射电镜、拉曼光谱和XPS检测分析氧化热处理引起的碳管形貌和特征差异,最后考察尿酸在碳纳米管电极上的电化学响应。结果表明,氧化热处理使碳纳米管平滑的表面变得粗糙,暴露出了更多的边平面结构,并且碳纳米管从疏水变为超亲水状态,使其在电化学反应过程中电极表面能够更好地与溶液中的物质接触,有利于材料电化学性能的提高;以经过氧化热处理的碳纳米管为电极,能够在大量抗坏血酸存在的条件下选择性地测定尿酸。     

新型圆柱结构的场发射碳纳米管发光管

设计了一种新型结构的场发射碳纳米管发光管，采用热解法直接生长在钨丝上的碳纳米管作为发光管阴极，获得了新的碳纳米管生长工艺．扫描电子显微镜的表面形貌分析表明，钨丝上碳纳米管的顶端有许多分叉．在常温且真空度为10-4Pa的条件下，测试了钨丝上碳纳米管的电流-电压发射特性，测得开启电场强度为1．25V／μm左右．当电场强度为2．0V／μm时，电流密度可迭320A／m^2．测试了发光管的发光特性，当电压为300V时，亮度可达1600cd／m^2．这种低成本、低耗能、高亮度的新结构碳纳米管发光管，有效地提高了场发射效率和发光亮度，可用于交通指示和大屏幕显示器．     

超顺排碳纳米管阵列、薄膜、长线——通向应用之路

碳纳米管阵列是一种通过自组织形成的有序碳纳米管集体,其中的碳纳米管垂直于基底排列起来.超顺排碳纳米管阵列是一种特殊的碳纳米管阵列,其独特之处在于可以直接抽出连续的碳纳米管薄膜.该碳管薄膜仅有几十纳米厚,既透明又导电,其中的碳管沿抽拉方向平行排列.如果让拉出的薄膜通过一挥发性溶剂,或者采用边拉边绞的方式,该碳管薄膜又可以收缩成长线.该收缩后的长线具有高的力学强度和杨氏模量,是电的良导体.这些连续的薄膜和长线,将纳米级的碳管变成宏观可操控的客体,将碳纳米管优异的物理化学性质带到各种宏观应用,打开了一条从纳米世界通向宏观应用之路.该文将介绍超顺排碳纳米管在宏观尺度的应用和基于超顺排碳纳米管的产品,如高分辨透射电子显微镜用碳纳米管微栅,透明柔性可拉伸的碳纳米管薄膜扬声器,碳纳米管触摸屏等.     

组装方法对钨针尖上碳纳米管场发射特性的影响

要实现碳纳米管优异的场发射性能,或者在基体上直接生长碳纳米管,或者把碳纳米管组装到某一基体上。主要讨论了物理组装和化学组装两种组装方法并分析了这两种组装方法对碳纳米管场发射特性的影响。