Ni/SWNTs纳米材料抗氧化和电磁波吸收特性研究

为了提高单壁碳纳米管(SWNTs)的电磁波吸收能力,该文采用化学镀的方法在SWNTs表面镀覆一层金属镍。观察和分析了镀层的形貌、成分和微观结构。使用矢量网络分析仪测试了镀镍碳纳米管/石腊(Ni/CNTs/PAR)复合材料在8~18 GHz频率范围内的复介电常数和复磁导率。透射电镜观察结果和X-ray能量散射图谱表明SWNTs表面包覆了一层致密的金属镍;热重分析曲线显示表面镀镍处理将SWNTs的抗氧化温度从400℃提高到650℃;测得的电磁参数表明Ni/SWNTs/PAR复合材料在测试频域内具有良好的电磁介电性能;当该复合材料厚度为2.0 mm时,在低频的X波段(8.2~12.4 GHz)约有2.5 GHz的频域反射损失超过了10 dB,表明该复合材料在X波段具有良好的电磁波吸收性能。     

碳纳米管吸热黑液流分散稳定性研究

以碳纳米管为分散相材料,以乙二醇水溶液为分散介质,采用＂两步法＂可以制备出用于直接吸收式太阳集热器的新型吸热与传热循环工质——碳纳米管悬浮吸热黑液流体。该黑液流体的分散稳定性主要受到分散介质的组成、碳纳米管粒子的含量、分散剂的属性和含量、分散方式以及分散时间等因素的影响。当水乙二醇配比为2∶3、超声波分散45m in、分散剂聚丙烯酸钠浓度1.5g/L、碳纳米管加入量0.1%时,黑液流的分散稳定性是最好的,可以维持较长的时间。     

新型碳纳米管的研究

在电弧法制备富勒烯(C_(60),C_(70)等)的过程中,也产生了石墨的、纳米尺寸的管状物(碳纳米管).碳纳米管的发现大大地开拓了碳纤维的研究领域.碳纳米管(直径约为2—20nm,长度约为几微米)是一种新型低维材料.它引起了物理学家、化学家的极大兴趣.自从碳纳米管发现以来,有关碳纳米管的工作已有不少报道.理论研究指出碳纳米管的电子特性和它们     

等温滴定微量热法测定腐殖酸与不同含氧量碳纳米管的相互作用

利用批次吸附实验和等温滴定微量热技术(ITC)测定了碳纳米管(CNT)与腐殖酸(HA)相互作用的热力学参数,并研究了碳纳米管含氧量和离子强度的影响.批次吸附实验结果表明,碳纳米管与腐殖酸的结合强度和平衡吸附量随碳纳米管含氧量的增加而降低,随离子强度的增加而升高,证明了疏水作用力对二者的结合起了重要作用.ITC结果表明二者结合是放热反应,能形成稳定的CNT-HA复合物,加入腐殖酸后,体系的有序度增加,而负的熵变和焓变表明二者之间形成了氢键.以上结果有助于理解和研究腐殖质对碳纳米管在自然水体中迁移特性的影响.     

静电组装法制备CB/CNTs导电复合材料

用表面活性剂分别对炭黑、碳纳米管进行表面修饰,并采用超声波分散仪对其进行分散处理。探讨了添加几种不同分散剂超声分散的效果。利用相反电荷相互吸引原理,将带有相反电荷的炭黑和碳纳米管,静电组装成CB/CNTs导电材料。实验结果表明：表面活性剂可使炭黑、碳纳米管表面附有相应电荷,有效分散炭黑、碳纳米管。且静电组装法制得CB/CNTs复合材料,导电性能得到良好改善。     

碳纳米管的研制和催化应用的研究进展

概述近10年来国内外在碳纳米管催化合成及其应用研究领域的发展动态,着重介绍本研究组在多壁碳纳米管的催化合成、规模化生产及其用作某些加氢过程催化剂的新型载体或促进剂等领域的研究进展.     

表面活性剂对多壁碳纳米管吸附磺胺二甲嘧啶的影响

碳纳米材料在吸附有机污染物方面有很好的应用前景,表面活性剂和抗生素是近年来倍受关注的两类新兴有机污染物.以多壁碳纳米管(MWNTs)为吸附剂,磺胺类抗生素磺胺二甲嘧啶(SM2)为模型化合物,采用批量平衡法研究了表面活性剂共存时对SM2在MWNTs上吸附行为的影响.实验表明:准二级动力学方程能很好地描述SM2在MWNTs上的吸附动力学过程;在吸附等温线实验中,阳离子表面活性剂CTAB在低浓度时抑制SM2在MWNTs上的吸附,高浓度时显著促进SM2的吸附,而阴离子表面活性剂SDBS及非离子表面活性剂Tween-60均对SM2在MWNTs上的吸附起到抑制作用;在离子强度对CTAB和SM2竞争吸附的影响实验中发现,离子强度越高,CTAB对SM2在MWNTs上吸附的促进作用越强.     

新型MWNT-TiO2:Ni复合催化剂光催化分解甲醇水溶液制氢的研究

采用改进化学气相沉积法(CVD)合成了MWNT-TiO2:Ni复合光催化剂,利用扫描电镜(SEM)和拉曼光谱(Ra-man)对催化剂进行表征,考察催化剂的光催化分解甲醇水溶液制氢的活性,并对其光催化机理进行了初步分析.研究表明,多壁碳纳米管(MWNTs)原位生长能显著提高二氧化钛(TiO2)的光催化制氢能力.当MWNTs的含量为4.4%时,催化剂的紫外光催化活性达到最大,光量子效率为4.8%.其反应机理解释为MWNTs的"氢溢流"效应,促进光生电子从TiO2向MWNTs转移,降低光生电子-空穴对的快速复合;同时,MWNTs生长有利于提高复合光催化剂的光吸收能力.     

球磨时间对AB5/10wt.%CNTs复合储氢合金电化学性能的影响

将Mm(NiCoMnAl)5合金与CNTs均匀混合后机械球磨制备Mm(NiCoMnAl)5/10wt.%CNTs复合储氢合金.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试方法研究复合合金的结构和电化学性能.结果表明:Mm(NiCoMnAl)5/10wt.%CNTs复合合金主要具有CaCu5结构,在其表面键合了众多的CNTs.随球磨时间增大,复合合金中CNTs含量逐渐减少.复合合金的最大放电容量、循环稳定性和高倍率放电性能随球磨时间的增大呈现出先增大后减小的变化规律,其中球磨时间为5h时,最大放电容量达到最大值291.9mAh/g;当球磨时间为3h时,合金电极经60次充放电循环后的容量保持率高达91.2%,且具有最佳的高倍率放电性能.     

高温加热单壁碳纳米管的分子动力学研究

运用紧束缚分子动力学方法,模拟了单壁碳纳米管(SWCNT)在真空中高温受热形变直至破裂的过程。为研究不同手性角对碳纳米管性能的影响,选取半径相近、长度相同的(5,5)扶手椅型碳纳米管和(9,0)锯齿型碳纳米管进行模拟,两者的手性角分别为30°和0°。结果表明,扶手椅型碳管比锯齿型碳管具有更好的热稳定性和耐高温性。(9,0)锯齿型碳管在4700 K左右就开始破裂,而(5,5)扶手椅型碳管在5400 K左右才开始破裂。另外在高温下扶手椅型碳管的端口比锯齿型碳管的更易封闭,这可能意味着它们具有不同的生长方式。封口有助于减少端口的悬挂健,降低体系的能量。