TiO2纳米管阵列薄膜的热稳定性

采用液相沉积法在Al板上制备了TiO2纳米管阵列薄膜,并在不同温度下进行了热处理.用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等手段对样品进行了表征.结果表明:未经过热处理的TiO2薄膜的晶体结构是非晶态的;在400℃的空气中焙烧2h,薄膜出现锐钛矿相;650℃空气中焙烧2h后,薄膜仍然保持着良好的管状结构.薄膜中Al2O3的存在,抑制了TiO2晶粒的长大,提高了薄膜的热稳定性.     

钛酸和钛酸钠纳米管的制备及形成过程

利用溶剂热法以钛酸丁脂作为钛源,采用盐酸、氢氧化钠溶液调节体系的pH,在未进行水洗或者酸洗等后处理情况下制备出钛酸（H₂Ti₂O₅·H₂O）、钛酸钠（Na₂T_ⁱ2O₄(OH)₂）纳米管。采用X-射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）和X-射线能谱（EDS）等测试手段对制备出的纳米材料的物性、形貌等进行表征,研究了钛酸、钛酸钠纳米管的形成条件。结果表明,当pH为8～9时产品为钛酸,当pH为12～13时产品为钛酸钠。讨论了纳米管的形成过程,认为反应首先生成钛酸、钛酸钠纳米片,在反应釜高温高压环境下,纳米片边缘相互作用力减小,为了保持结构的稳定性,边缘逐渐发生卷曲,进而形成钛酸或者钛酸钠纳米管。     

碳硅纳米管表面加生物小分子的理论研究

本文主要研究了通过Diels-Alder(DA)环化加成反应,把生物小分子,即醌的甲基化合物,吸附到单壁碳硅纳米管表面的反应机理。文中列出了四条可能的反应路径,通过计算得到了所有物质的最优化几何结构,包括反应物、产物、过渡态和中间体。通过结果分析,找出了一条在能量上占优势的路径,即最佳反应路径。     

纳米管的室温超导性

美国休斯敦大学的赵国萌和王永胜发现了一种微妙的超导性迹象：在环境温度逐渐上升甚至超过水的沸点时，碳纳米管有可能进行几乎无阻力的电流传导：他们认为，这种微型管将是室温下具有超导性的第一种超导，虽然这种超导过程还不是完全无阻力传导，但已接近迄今所能达到的最佳超导效果。     

利用气相沉积法在模板中制备TiO2纳米管的研究

以四氯化钛(TiCl4)为原料,利用自行设计的气相沉积装置在多孔氧化铝模板中成功制备了TiO2纳米管.SEM,TEM结果表明得到的纳米管很好地保持了模板的一维取向,表面光滑,结构均匀.该方法可让原料气体完全地通过模板,使其充分在孔洞中沉积,因此为模板法制备纳米管提供了一种简便的途径.     

双壁纳米管的量子输运性质

采用密度泛函理论结合非平衡格林函数研究双壁碳纳米管及其与硼氮复合材料的输运性质,探索内、外管重叠长度对其输运性质的调控。研究结果表明重叠长度对多壁纳米管的输运性质起着至关重要的作用。随着重叠长度的变化,双壁碳纳米管的输运性质表现异常,但是与内、外管间距变化无关,也与开口端的悬挂键是否被氢饱和无关。硼氮调控复合材料纳米管的电子结构和输运性质。内、外管的重叠长度也影响其输运性质,随着重叠长度的变化,输运行为出现异常现象,但是却与碳纳米管表现的行为相反。碳与硼氮复合材料纳米管存在明显的隧道效应。通过改变重叠长度和硼氮比例调节其量子输运性质在未来的纳米器件和纳米技术中有潜在的应用价值。     

水吸附硼氮纳米管电子结构的第一性原理研究

本文采用第一性原理研究了无电场存在时各种极性分子吸附硼氮纳米管(BNNT)的电子结构性质。结果表明：随吸附水分子数目增加BNNT的DOS向低能端移动;BNNT CH4电子结构变化不明显。DOS、Mulliken电荷分布、HOMO/LUMO及其能隙分析一致表明：各种吸附体系中BNNT 3H2O的场发射性能最佳。     

载铂TiO2纳米管的制备及其光催化性能

将水热法制得的钛酸纳米管分别在300,400,500℃焙烧5h,得到含有一定量锐钛矿相的TiO2纳米管(ti-tania nanotubes,TNT).以该TNT为基体,H2PtCl6.6H2O为铂源,采用光还原沉积法制得载铂TiO2纳米管.通过X-射线衍射、透射电镜及X-射线光电子能谱等分析手段对制得纳米管的形貌、结构及组成进行了表征.以罗丹明B为模型污染物研究了载铂TiO2纳米管的光催化性能.结果表明:TiO2纳米管载铂后对罗丹明B的光催化降解效率比载铂前有较大提高,且洗去TNT外表面氯铂酸后制得的仅在纳米管内表面负载铂的TiO2纳米管具有更高的光催化活性.     

TiO_2纳米管制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

采用强碱水热法由钛粉和NaOH溶液水热反应合成二氧化钛纳米管,并用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线电子衍射(XRD)等表征手段对反应产物进行表征,该方法制备的二氧化钛纳米管长度为200～300 nm,管径为20～25 nm.采用丝网印刷技术将二氧化钛纳米管粉末印制在掺杂氟的SnO2导电玻璃(FTO)上,并进行热处理.随后,将印制了薄膜的FTO导电玻璃浸泡在染料中,浸泡一段时间后,将其与导电面涂了铂的FTO导电玻璃组装成染料敏化太阳能电池,并对电池性能进行测试.在模拟太阳光照射下,该电池的填充因子为0.43,短路电流为0.48 mA,断路电压为0.35 V,光电转换效率为0.07%.     

YbMn_xO_y纳米结构的可控制备及光催化性能研究

在阳极氧化铝(AAO)模板中,利用负压抽滤及化学共沉淀法,可控合成了YbMn_xO_y纳米管和纳米线阵列结构。其形貌和结构分别用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM),选区电子衍射(SAED)和X射线衍射(XRD)表征。结果表明:上述纳米线和纳米管阵列形貌均一,为非晶结构。Yb~(3+)因具有丰富的4f轨道电子构型,Mn~(2+)可与其f轨道形成络合物,使YbMn_xO_y纳米管和纳米线阵列拥有良好的光催化性能。YbMn_xO_y纳米管独特管状结构和较大的比表面积使其对刚果红水溶液的光催化降解效率高于YbMn_xO_y纳米线,且催化剂重复使用4次后催化效果仍较好。