碳纳米管和镓掺杂碳纳米管场发射性能研究

采用催化热解方法分别 制备出碳纳米管和镓掺杂碳纳米管, 并利用丝网印刷工艺将其制备成纳米管薄膜. 对此薄膜进行低场致电子发射测试表明, 碳纳米管和镓掺杂纳米管开启电场分别为2.22和1.0V/μm, 当外加电场为2.4V/μm, 碳纳米管发射电流密度为400μA/cm², 镓掺杂纳米管发射电流密度为4000μA/cm². 可见镓掺杂碳纳米管的场发射性能优于同样条件下未掺杂时的碳纳米管. 对镓掺杂纳米管场发射机理进行了探讨.     

双掺杂碳纳米管电子场发射性能的密度泛函研究

采用第一性原理的密度泛函理论(DFT)研究了(5,5)碳纳米管(CNT)顶端硼(B)、氮(N)、硅(Si)等元素双掺杂体系的电子场发射性能.结果表明,在外电场下,各种双掺杂CNT帽端态密度(DOS)向价带移动.电子轨道分布变化显著,电荷分布明显局城化.根据电子态密度、差分电荷密度、最高分子占据轨道(HOMO)/最低分子非占据轨道(LUMO)分布等计算结果可预期Si双掺杂后更有利于场致电子发射.     

B/N/Si掺杂的(9,0)型碳纳米管电子结构第一性原理研究

基于密度泛函理论(DFT)的DMol3软件包,研究了(9,0)型碳纳米管(CNT)顶端掺杂B/N/Si等元素对其几何结构及电子结构的影响.结果表明,掺杂原子对非掺杂区几何结构影响微弱;加电场后,各种掺杂CNT顶端局域态密度(LDOS)峰位向价带移动;B/N/Si掺杂不仅引起CNT费米能级(Ef)处LDOS增大,而且最低空轨道与最高占有轨道的差值(LUMO-HOMO)降低.由此可预期CNT顶端掺B/N/Si均有利于场致电子发射,且改善幅度依次增强.     

硼掺杂对碳纳米管形貌和磁性能的影响

以碳纳米管为原料,利用真空封管技术在高温下用硼粉对碳纳米管进行掺杂处理,获得了碳化硼纳米管(纤维).利用透射电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和磁性测试设备对样品的形貌、结构、组分和磁性能进行了表征.结果表明,掺硼后的碳纳米管(纤维)不仅在形貌上有很大改变,而且其磁性能也有了很大的改变.     

碳纳米管复合材料场发射性能研究现状

碳纳米管具有管径小、长径比高的结构以及物理化学性能稳定等优良特性,被认为是真空冷阴极场发射电子源和场发射平板显示理想的阴极材料。加之碳纳米管兼具有机械强度高、韧性好等出众的力学性能,使其成为复合材料的理想添加相,将其与其他材料复合,可以制备出具有更加出众性能的复合材料。近年来有关碳纳米管及其复合材料场发射研究已成为一个备受关注的热点。概述了阴极场发射理论以及与碳纳米管场发射相关的几种场发射物理机制,介绍了碳纳米管复合场发射阴极的研究现状及制备方法,最后对碳纳米管复合阴极场发射的发展前景进行了展望。     

水掺杂对碳纳米管电导的影响

研究了水蒸气对做法不同的碳纳米管薄膜的影响.实验发现,绝大多数碳纳米管薄膜的电阻随着注入水蒸气量的增大先增后降,从p型半导体转变成n型半导体;个别样品的电阻先降后增.这也许是由于吸附水分子减少的碳纳米管中电子传导,之后又参与传导,和碳纳米管发生电荷转移,改变了它的费米能级,从而产生了掺杂效应.     

非金属S掺杂对NaTaO3可见光下光催化性能的影响

以Ta₂O₅为前驱体, Na₂S₂O₃为S源, 采用水热法成功合成了新型S掺杂NaTaO₃, 并以甲基橙为目标降解物,研究S元素掺杂对提高纳米NaTaO₃的可见光光催化机理和反应历程。采用场发射扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)和X射线衍射仪(XRD)等对所得样品进行分析。实验结果表明, 掺入S元素后, NaTaO₃晶体的表面电荷和表面形貌没有发生明显变化。UV-Vis漫反射光谱分析结果表明S^2-部分取代晶格中的O^2-离子形成Ta-S-Ta键, 掺杂后的NaTaO_3-xS_x样品的光响应范围拓展至可见光区域。光降解实验结果表明, S掺杂NaTaO₃在可见光下其光催化活性明显高于纯相NaTaO₃。这是因为在NaTaO_3-xS_x晶体内S^2-离子取代了部分O^2-离子形成掺杂态。GC-MS实验结果表明, NaTaO_3-xS_x样品能够在可见光条件下将甲基橙(质荷比m/z=304)降解至m/z=156, 226和276的化合物, 随着降解时间增加, 可继续降解至m/z=156或m/z=212的化合物, 并最终转化为无机小分子(SO₄^2-, NO₃^-和NH₄⁺)。而且, NaTaO_3-xS_x在光降解过程中非常稳定, 重复使用10次后光催化活性因催化剂损失而略微下降。     

非晶碳包覆碳纳米管复合结构电泳沉积及其场发射性能研究

利用电泳法在镀镍的聚酰亚胺薄膜上制备了非晶碳包覆碳纳米管复合结构柔性冷阴极.利用扫描电镜观察了结构形貌.并对其场发射性能进行了研究.结果显示,该复合结构柔性冷阴极具有较低的开启电场和较高的发射电流密度.     

测试环境对碳纳米管场发射性能的影响

采用CVD法在Ni丝上直接沉积碳纳米管,并应用二极管结构对其场发射性能进行测试,测试结果表明:(1)碳管表面态对其场发射稳定性影响明显,运用密度泛函平面波赝势方法(PWP)和广义梯度近似(GGA)对碳管表面吸附水分子前后电子能带结构和态密度作比较,发现吸附水分子后碳管功函数降低,费米能级处电子态密度增大,有利于增大碳管场发射电流;(2)高真空是获得碳管场发射稳定性一个必要条件;(3)荧光粉对碳管场发射电流也有一定贡献,但大的场发射电流情形下可忽略其影响。     

定向碳纳米管的制备及其场发射性能研究

定向碳纳米管的制备方法是碳纳米管场发射显示器技术领域一项十分关键的技术.简要介绍了定向碳纳米管的制备方法、结构检测技术,并综合评述了影响定向碳纳米管场发射性能的因素.     

定向纳米碳管表面有机和无机膜的制备

在AAO ( 阳极氧化铝 ) 模板上的定向纳米碳管表面制备了有机和无机膜。一种是采用真空蒸镀的方法沉积酞菁铜 ( CuPc ) 有机膜,另一种是用电沉积的方法在碳管表面沉积钴金属膜。对所镀的膜层进行了扫描电镜和透射电镜观察,结果表明:在纳米碳管表面获得了均匀的有机和无机涂层。它们的区别是蒸镀方法使纳米碳管背面不能获得涂层,而电镀方法能在整根纳米碳管上获得均匀涂层。      

碳纳米管在导电涂料中的应用研究--(Ⅰ)碳纳米管对导电涂料导电性的影响

简述了导电涂料的用途和碳纳米管这种新型功能碳材料作为导电涂料导电介质的一些优点．研究了碳纳米管的管径，长径比，分散度以及用量对导电涂料导电性的影响。     

碳纳米管增强PA6复合材料的机理

在探讨碳纳米管的加入对PA6复合材料力学性能影响的基础上，用扫描电镜(SEM)、拉曼光谱和特性粘数法对碳纳米管增强PA6复合材料的机理进行了初步探讨。结果表明，碳纳米管的加入提高了PA6的强度，此时碳纳米管能以纳米状态均匀地分布在基体中，且碳纳米管与PA6之间在界面存在一定的相互作用，同时碳纳米管在原位复合过程中未对高分子链段的增长带来负面影响，反而使PA6的聚合程度略有增大。     

碳纳米管/ABS树脂基复合材料的力学性能和雷达波吸收性能的研究

采用竖式炉流动法制备的碳纳米管经液相阳极氧化表面处理后增强ABS热塑性工程塑料。复合材料的力学性能研究显示:碳纳米管的加入有效提高了复合材料的拉伸性能,但材料的耐冲击性能下降。当碳纳米管含量为12 wt%时,复合材料的拉伸强度由45.00 MPa提高到69.96 MPa,杨氏模量由0.75 GPa提高到1.93 GPa。对碳纳米管/ABS复合材料的反射系数测定表明:复合材料在一定频率范围内有雷达波吸收性能。     

纳米碳管/环氧树脂复合材料的制备及力学性能

报道了利用催化裂解法制备的纳米碳管合成环氧树脂复合材料的技术及工艺条件。利用透射电子显微镜(TEM)对制备的复合材料进行观察表征;通过拉伸及压缩实验对纳米碳管/环氧树脂复合材料的力学性能进行了测试。实验结果表明:纳米碳管的加入可以明显地改变环氧树脂基体材料的力学性能。      

碳纳米管/天然橡胶复合材料的制备及性能

对碳纳米管/天然橡胶复合材料的制备工艺和材料性能进行了研究。碳纳米管与天然橡胶复合后,橡胶DSC曲线中结晶熔融峰变小,硫化返原现象减轻,焦烧时间略有缩短。经过分散-粘合体系处理,碳纳米管在橡胶中的分散程度及界面粘合状况改善,复合材料的整体力学性能提高,与炭黑增强样品相比,碳纳米管复合材料在回弹及动态压缩性能方面占有优势,动态模量和玻璃化转变温度高,热降解稳定性较好。      

MPCVD法在碳纤维上制备碳纳米管

利用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法在碳纤维上制备了碳纳米管,并在此基础上系统地研究了微波功率、反应时间、催化剂前驱体的吸附时间以及吸附浓度对碳纳米管生长的影响.采用扫描电子显微镜（SEM）对样品的表面形貌进行表征.结果表明,微波功率、反应时间对碳纳米管的形貌有很大影响,此外,随着吸附时间的增加,碳纳米管的生长速度快且产量高;吸附浓度很大时,碳纤维表面上产生了大量的无定形碳和石墨,严重影响了碳纳米管的生长质量.     

碳纳米管的制备

本文综述了碳纳米管的几种制备工艺及相关的生长机制。     

碳纳米管/环氧树脂复合物的固化行为

用差示扫描量热仪（DSC）研究了4,4’-二氨基二苯甲烷环氧树脂（TGDDM）／4,4＇-二氨基二苯基砜（DDS）环氧树脂体系及其多壁碳纳米管复合物的固化行为。碳纳米管加入TGDDM／DDS体系后,起始固化反应速率增大,达到最大反应速率的时间减小,说明碳纳米管对环氧树脂的固化反应有催化作用。和纯树脂相比,在固化反应初期碳纳米管复合物的活化能降低。在玻璃化现象出现以前,Kamal的固化动力学模型得到的结果与实验数据相当吻合。     

碳纳米管的纯化

碳纳米管的研究是纳米材料研究中的新领域。本文介绍了数种不同的碳纳米管的纯化方法,并且对其纯化机理做了解释。