尖锐端头碳纳米管的制备与场发射特性

采用氢电弧法制备了尖锐端头的碳纳米管,获得了具有三种特殊形貌的尖端,即锥形、颈缩形和铅笔状尖端.该特殊彤貌的彤成可归因于在原料中加入硅粉进而形成的结构缺陷.研究了所得碳纳米管的场发射特性,发现其阈值电场较低,仅为3.75V/mm;场发射电流密度可高达～1.6×105A/cm2;且场发射稳定性好.以上优异的场发射性能归结于该碳纳米管具有良好的结构完整性和独特的尖端结构特征.

Abstract：

Carbon nanotubes (CNTs)with sharp tips were synthesized by a hydrogen arc discharge method. Three unusual morphologies,i.e. ,a cone-shaped tip,a suddenly-shrinking tip,and a pencil point-like tip were observed. These novel tip structures are considered to be related to the addition of a small amount of silicon powder in the raw material,which may introduce structural defects in the CNTs. The field emission properly of the sharp-tip CNTs was investigated,and a low threshold electric field of 3.75 V/m,a high field emission current density of ～1.6× 105 A/cm2,and a good emission stability were demonstrated. The superior field emission performance of the CNTs can be attributed to their good crystallinity and unique tip structures.     

序

对碳元素及碳质材料而言,过去二十五年令人振奋、令人激动! 长久以来,人们认为碳的单质主要以金刚石、石墨、无定形炭和卡宾四种形式存在.     

无基底透明二氧化钛纳米管阵列薄膜的制备

在由乙二醇、水,氟化铵组成的电解液中添加钼酸钠调节阳极附近的离子浓度,制备出厚度大约为10微米的透明二氧化钛纳米管阵列薄膜.所得二氧化钛是无定型结构,在120℃水热处理可以将其转化成锐钛矿结构,并保持薄膜的结构完整性.该薄膜的透射率与其表面结构和晶体结构有关.这种透明二氧化钛纳米管阵列薄膜可望应用于染料敏化太阳能电池.     

澳大利亚,韩国,印度和台湾地区炭素研究与生产之现状

THEPRESENTSTATUSOFCARBONRELATEDRESEARCHANDDEVELOPMENTEFFORTSINAUSTRALIA,KOREA,INDIAANDTAIWANChenqHuiming(InstduteofMetalResearch,ChineseAcademyofSciences,Shenyang110015)YuanTiecheng,KangYuncheng(JilinCarbonPlant,Jilin132002)1前言1996年11月13日作者代表中国     

热梯度法化学气相渗温度控制

建立了热梯度法化学气相渗工艺（ＣＶＩ） 模型，计算了圆筒炭毡内的温度分布，给出热梯度法ＣＶＩ 工艺沉积温度的控制方法。利用这种方法，采用热梯度法ＣＶＩ 工艺，在１００ ｈ 之内成功地制备出内径１６０ ｍ ｍ 、高３９０ ｍ ｍ 、厚２０ｍ ｍ 的圆筒炭毡增强Ｃ／Ｃ 复合材料，密度达到１ ．６ ｇ／ｃｍ ３ 。     

纳米碳管/聚合物功能复合材料

纳米碳管(Carbonnanotubes,CNT)具有π π共轭电子结构,可与结构相似的聚合物(Polymer)通过范德华力结合形成复合材料。导电聚合物(Electricallyconductingpolymer,ECP)包覆多壁纳米碳管(Multi walledcarbonnanotubes,MWNT)后,可用于诸如超级电容器等电子器件。共轭发光聚合物修饰纳米碳管形成的CNT polymer复合材料,具有很强的发光性能,有望用于电子接收器和光电器件。通过连结氨基聚合物,可使多壁纳米碳管溶解和功能化,从而将纳米碳管引入生物学系统中。研究结果表明,CNT polymer复合物有许多潜在的应用,有待进一步发展。     

单壁纳米碳管/纳米铝基复合材料的增强效果

用半连续氢电弧法和活性氢等离子蒸发法分别制备出单壁纳米碳管(SWNTs)和纳米A1粉体，然后用提纯后的SWNTs和纳米A1粉体制备出SWNTs含量(质量分数)分别为0、2．5％、5．0％、7．5％和10.0％的单壁纳米碳管／纳米铝基块体复合材料．SWNTs对高强度纳米A1基体具有显著的增强作用，当SWNTs含量小于5．0％时，材料的硬度随着SWNTs含量的提高线性上升．其中5％SWNTs和纳米A1的复合增强效果最好，其硬度可达2.89GPa，大约是粗晶A1(0．15GPa)的20倍．当SWNTs含量超过5．0％时，增强效果开始缓慢的下降．讨论了单壁纳米碳管增强纳米铝基复合材料的强化机制．     

新型复合材料Mg/MWNTs的储放氢性能

通过在加氢气氛下高能球磨，制成了新型复合材料Mg／MWNTs。利用XRD，TEM—SAED等手段对该材料进行了微结构分析。采用储放氢实验装置测试了Mg／MWNTs—H2体系的PCT放氢曲线和放氢动力学性能。研究发现：复合材料Mg／MWNTs在2．0MPa氢压时，373，473，553和598K温度下，最大储氢量(质量分数)分别为0．41％，3．37％，5．70％和6．25％；复合材料Mg／MWNTs氢化物的焓变和熵变的绝对值均低于纯Mg，分别降低了10．51％和3．50％；与纳米晶Mg氢化物相比，复合材料Mg／MWNTs不仅最大储氢量显著增加，而且放氢动力学性能也明显改善。     

多壁纳米碳管的超声短切处理

采用超声方法对多壁纳米碳管进行短切处理，比较系统地考察了超声时间对纳米碳管的长度、孔结构和形貌的影响。结果表明，超声粉碎可以有效地短切多壁纳米碳管，随超声时间的延长，纳米碳管的长度显著减小。在超声处理120min后，纳米碳管被短切到平均长度为400nm。超声短切后的纳米碳管比表面积和孔容均显著增加。进一步延长超声时间，其比表面积和孔容反而下降。     

天然石墨球-热解炭核壳结构的制备及电化学性能研究

通过化学气相沉积的方法,以乙炔为碳源,天然石墨球为原料,采用不同流化床CVD工艺和不同的反应时间,制备出具有光滑表面或颗粒状热解炭包覆层的核-壳构型改性天然石墨球.改性天然石墨球的核体是具有高度有序石墨结构的天然石墨,而壳体是无序结构的热解炭.与天然石墨球相比,具有核-壳结构的改性天然石墨球的首次库仑效率和循环性能都得到显著改善.尤其是具有颗粒状热解炭包覆层的改性石墨具有优异的循环性能,在41次循环后其放电容量仍为首次容量的84%,这一改善归因于表面沉积的颗粒状热解炭有效地降低了改性天然石墨颗粒之间的接触电阻和增加了接触面积.