催化剂含量对共沉淀-烧结法制备氮化硼纳米管的影响

建立了一种不同催化剂含量下以无定形硼粉、活性碳粉、九水硝酸铁(催化剂)和尿素为原料的共沉淀-退火两步反应制备BN纳米管的方法。研究发现:催化剂含量的变化会影响BN纳米管的形貌和产量。当催化剂含量较低(摩尔比Fe(NO3)3/B=0.05)时,只有少量的竹节状纳米管生成,无颗粒存在,纳米管的平均直径约100nm。随着催化剂含量的升高(摩尔比Fe(NO3)3/B=0.1),纳米管的产量也升高,但有少量的颗粒形成,纳米管的平均直径仍然为约100nm。而当催化剂含量变得更高(摩尔比Fe(NO3)3/B=0.2)时,纳米管表面沉积着一层纳米片,管径升至250nm以上,同时颗粒也增多。分析表明纳米管的生长机理为气-液-固(VLS)生长机制。     

氮掺杂二氧化钛纳米管制备与光催化性能

以多孔氧化铝为模板,采用溶胶凝胶法制备出二氧化钛纳米管,在氨气气氛下进行了氮掺杂。用TEM、XRD、DRS等对其进行了表征,并通过降解碱性藏花红溶液研究了其光催化的性能。结果表明,用模板法制备的二氧化钛纳米管管径均匀、可控且排向一致,从DRS光谱可以推测出氮掺杂后的二氧化钛纳米管在可见光区有较强的吸收,并且与二氧化钛纳米管相比氮掺杂的二氧化钛纳米管的降解碱性藏花红溶液的效率更高。     

中科院兰化所：柔性二氧化钛基纳米杂化材料制备技术取得重要进展

中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室刘维民、周峰研究员带领的课题组在多孔二氧化钛纳米管制备高韧性同轴纳米杂化材料方面取得了重要进展。该研究将导电聚合物或金属纳米线和纳米管沉积在二氧化钛纳米管中形成两相交替排列的杂化复合材料,为高韧性二氧化钛纳米管／导电聚合物（半导体,金属）纳米线和纳米管同轴材料的大面积制备提供了新的便捷途径。     

Ag颗粒修饰二氧化钛纳米管阵列及其光电性质的表征

采用阳极氧化法制备出二氧化钛纳米管阵列,通过光化学还原Ag+的方法,在二氧化钛纳米管表面负载了Ag纳米颗粒。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和表面光电压测量仪(SPS)对产物进行了表征。结果表明,该Ag/TiO2纳米管在可见光区域表现出较强的吸收性能。SPS测量表明,随着Ag颗粒浓度的增加,表面光电压信号明显增强。     

我国柔性二氧化钛基纳米杂化材料制备技术取得重要进展

中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室刘维民、周峰研究员带领的课题组在多孔二氧化钛纳米管制备高韧性同轴纳米杂化材料方面取得了重要进展。该研究将导电聚合物或金属纳米线和纳米管沉积在二氧化钛纳米管中形成两相交替排列的杂化复合材料，为高韧性二氧化钛纳米管／导电聚合物（半导体，金属）纳米线和纳米管同轴材料的大面积制备提供了新的便捷途径。     

自组生长碳纳米管的合成及其稳定性

本文介绍了自组生长硅纳米管的制备，并采用5wt％的HF酸对其稳定性进行了研究。HF酸可去除自组生跃硅纳米管的氧化物外层，只剩下晶体硅纳米管。这说明制备的砗纳米管是一种稳定结构，因而对其应用研究开发成为可能。研究表明，硅纳米管的稳定性与其形成生长过程密切相关。自组生长硅纳米管在纳米器件及场发射甚示屏等方面具有广泛的应用前景。     

氧气辅助法制备氮化硼纳米管

将无定形硼粉于流动氨气(50 mL/min)和不同氧气流量(10、15、20、40 mL/min)的混合气氛下高温(1300℃)处理后, 在不锈钢基片上收集到白色棉花状产物。研究结果表明, 微量的氧气可将硼粉氧化成气态的B₂O₂中间体, 为BN纳米管的生长提供活性较高的硼源。当氧气流量适中时, 所得纳米管的平均直径为80 nm, 长度可达几百微米。氧气流量对BN纳米管的直径和产量影响较大, 纳米管直径随着氧气流量的增大而增大, 产量则出现先升高后降低的趋势。氮化硼纳米管的生长机理属于气-液-固模型。     

热蒸发法制备Zn1-xCdxO纳米管及其生长机制研究

采用热蒸发纯Zn粉和Cd粉, 在湿反应气氛中氧化制备得到掺Cd的ZnO纳米管, 其Cd含量为3.3at%. 场发射扫描电镜(FESEM)及高分辨透射电镜(HRTEM)分析表明, 大部分纳米管外径约80~150nm, 长度达数微米, 壁厚约20nm. 通过与相同条件下制备的ZnO纳米结构的室温光致发光谱(PL) 进行对比发现, 由于Cd的掺入, Zn_1-xCd_xO纳米管的紫外近带边峰(UV NBE)从3.26eV红移到3.20eV附近.分析认为,Zn_1-xCd_xO纳米管遵循气液固(VLS)生长机制, 并在此基础上提出Zn_1-xCd_xO纳米管生长过程, 同时指出Kirkendall效应可能对纳米管的形成起到了重要作用.     

二氧化钛纳米管阵列的应用研究进展

二氧化钛纳米管阵列具有独特的结构、良好的化学惰性、更大的比表面积、纳米管与基底结合牢固等优点,其应用非常广泛.综述了二氧化钛纳米管阵列在太阳能电池、传感器、光解水制氢、光催化和环境分析方面的应用研究进展,并提出了二氧化钛纳米管阵列的应用发展趋势及展望.     

氧化钛纳米管阵列的制备、性能及应用

二氧化钛由于具有化学稳定性高、禁带宽、无毒、来源丰富及价格低廉等优势,在环境治理、新能源开发以及生物组织工程研究等领域具有广泛的应用前景。其中二氧化钛的微观形貌控制是影响其性能的重要因素之一,采用阳极氧化法制备得到的二氧化钛纳米管阵列具有高度有序的定向排列结构,活性位点多,比表面积大,在染料敏化太阳能电池、贵金属催化剂载体以及种植体表面改性等领域具有巨大的应用前景。对二氧化钛纳米管阵列的制备工艺以及二氧化钛纳米管阵列在染料敏化太阳能电池、贵金属催化剂载体以及种植体表面改性的应用等方面进行介绍,并结合本课题组以及国内外同行的研究成果,对二氧化钛纳米管阵列未来在上述应用领域的发展前景进行展望。     

新型二氧化钛纳米管可提高太阳能电池的光转化效率

美宾夕法尼亚大学的研究人员发现新型二氧化钛纳米管可提高太阳能电池的光转化效率。在染料敏感太阳能电池中用二氧化钛纳米管阵列代替二氧化钛纳米微粒，以提高电池的光转化效率。他们采用非常短的负电极产生极高的光电流强度，振幅和各点吸收的光波长成正比。如果加长纳米管的长度，仍能保持这个特性，就能打破理论的束缚，研制低成本、高效能的太阳能电池。     

硼碳氮纳米管生长机理的研究

硼碳氮纳米管具有许多比碳纳米管更好的性质,因而成为当今世界研究的热门材料之一.用汽-液-固生长模型解释了硼碳氮纳米管的生长机理,并用化学键能分析了其C/BN相分离及结构的稳定性,指出了C和BN各自的能量及化学稳定决定B,C和N三种元素的分布情况.最后阐述了影响纳米管生长的几个主要因素.     

科学家用聚焦激光束改变TiO_2纳米管状结构的折射率

正二氧化钛纳米管(titanium dioxide,TiO2)广泛使用于空气净化、自洁表面制作、光伏装置、感知器以及生医领域。摩尔多瓦、澳洲与英国研究人员最近开发出一种新方法,利用聚焦激光束改变这些纳米管状结构的折射率,此结果能进一步扩展这些材料的应用潜能。此新技术使用聚焦激光束直接照射在TiO2纳米管薄膜表面上,光束所造成的热能可控制薄膜的局部结晶结构,因     

C/SnO2纳米管芯复合结构的原位生长及生长机理

采用化学气相沉积(CVD)方法在经表面活性剂处理过的Si(100)衬底上原位合成了C/SnO2纳米复合结构。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)等分析仪器分别对所制备样品的形貌、成分及微结构进行表征。研究发现:制备产物为非晶态碳纳米管复合物。该碳纳米管复合物呈现出管芯复合结构,成分为碳纳米管包覆的结晶良好的SnO2纳米线,且其生长方向沿(200)晶面。并在此基础上分析讨论了其生长机理,推测这种C/SnO2纳米管芯复合结构的生长是同步进行的,同时表面活性剂的碳化对形成碳纳米管有着重要作用。     

基于二氧化钛纳米管的染料敏化电池光阳极研究

本文报道了一种基于二氧化钛(TiO₂)纳米管的染料敏化太阳能电池。用二次阳极氧化法在钛箔上生长出高度有序的TiO₂纳米管薄膜, 然后将完整剥落的纳米管薄膜结合TiO₂纳米颗粒的浆料转移到掺杂氟的SnO₂透明导电玻璃(FTO)基底上, 从而获得一种特殊的染料敏化光阳极。对比了不同长度的TiO₂纳米管的电池性能, 发现经TiCl₄处理长度为32.8 μm的TiO₂纳米管对应的电池表现较好的光电转换效率, 达到4.15%。通过X射线衍射分析了高温退火对纳米管晶化结构的影响。电化学阻抗谱分析表明: 光电子传输对光阳极纳米管层厚依赖性强, 随着纳米管长度的增长, 界面电阻呈明显的减小, 这一结果对于理解和进一步改善染料敏化电池光阳极内部电子输运过程具有重要意义。     

阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列的形貌

采用阳极氧化法,以NH4F-乙二醇-水溶液为电解质,在钛片上制备了TiO2纳米管阵列,并研究了电解电压和电极距离对TiO2多孔薄膜形貌的影响。结果表明,通过优化电解电压,可以调控二氧化钛纳米管阵列的内径在20～145nm之间;通过调节两电极间的间距,在金属钛片上制备了完整的二氧化钛纳米孔阵列。并采用有限元模拟二氧化钛层中的电流密度分布,探讨了二氧化钛纳米管阵列和纳米孔阵列的形成。     

热蒸发法制备Zn1-xCdxO纳米管及其生长机制研究

采用热蒸发纯Zn粉和Cd粉, 在湿反应气氛中氧化制备得到掺Cd的ZnO纳米管, 其Cd含量为3.3at%. 场发射扫描电镜(FESEM)及高分辨透射电镜(HRTEM)分析表明, 大部分纳米管外径约80~150nm, 长度达数微米, 壁厚约20nm. 通过与相同条件下制备的ZnO纳米结构的室温光致发光谱(PL) 进行对比发现, 由于Cd的掺入, Zn_1-xCd_xO纳米管的紫外近带边峰(UV NBE)从3.26eV红移到3.20eV附近.分析认为,Zn_1-xCd_xO纳米管遵循气液固(VLS)生长机制, 并在此基础上提出Zn_1-xCd_xO纳米管生长过程, 同时指出Kirkendall效应可能对纳米管的形成起到了重要作用.     

TiO2纳米管阵列修饰优化光催化性能的研究进展

二氧化钛纳米管阵列的修饰可有效拓展其光谱响应范围,提高光催化活性的量子效率。介绍了TiO2及其修饰优化的光催化机理,详细综述了金属、非金属及化合物对TiO2纳米管阵列进行物理或化学修饰的方法以及修饰后其光催化性能的研究现状,指出了目前二氧化钛纳米管阵列研究中存在的问题,并展望了今后的研究方向。     

一维Cu-Zn-Al合金纳米结构的制备及生长机理研究

Cu-Zn-Al合金经过简单的混合酸处理后,成功地在常温常压下制备出两种形态、组成不同的纳米管.能量衍射谱表明其主要成分是Cu,Zn,Al和Si,Al,O.其管径一般在20～50nm左右,最长长度达1600nm.研究发现,在混和酸处理后产生的分散程度很高的纳米粒子在纳米管的生长中起了重要作用,结合生长模型和透射电子显微镜照片初步分析了这种作用的机理和合金纳米管的生长机理.     

碳纳米管生长控制理论得到证实

据报道，美国莱斯大学Yakobson教授在2009年提出了利用手性控制生长位错理论，描述了碳纳米管是如何由单原子线织成螺旋形状碳纳米管的。近期俄亥俄州空军研究实验室的实验已证实了该生长理论，纳米管的手性控制其生长速度，扶手椅型碳纳米管生长速度最快。