钯镍合金负载多壁纳米碳管储氢材料的制备及其在温和条件下储氢行为的研究

采用一种新型的溶胶法制备了PdNi18合金纳米粒子,负载到特殊预处理过的多壁纳米碳管上得到PdNi18/MWCNTs复合储氢材料.XRD和TEM测试表明,PdNi18合金纳米粒子较均匀地分布在载体表面且粒径约3 nm.储氢结果显示,该复合材料在室温、1.5 MPa条件下可储氢质量分数2.38%,比相关报道要高很多.     

多壁纳米碳管环的成环机理研究

利用连续介质模型和弹性能理论,分析了多壁纳米碳管环的形成过程.发现弯曲纳米碳管成形自由能为零的条件决定了多壁纳米碳管环的形成;并存在使直纳米碳管变弯的阈值条件,纳米碳管环是诸多弯曲构型中的一种稳定构型.此模型导出的多壁纳米碳管环半径与实测值符合.说明了连续介质弹性能理论在原子尺度下仍能使用及多壁纳米碳管环的形成是一个成形自由能为零的自组织过程.     

多壁纳米碳管中的AAS效应研究

分析研究了多壁纳米碳管中的AAS效应．通过给出多壁纳米碳管中电子的多圈(通道)分波波函数的量子干涉模型，在AAS理论的框架下推出了多壁纳米碳管磁电阻的解析表达式．研究还发现由于多壁纳米碳管壁间的相互作用，多壁纳米碳管中电子的输运性质是扩散型的，存在着一个确定的相位相干长度．有限的相位相干长度用在磁电阻公式中可以解释最新的几个多壁纳米碳管中的磁电阻实验，如典型的负磁阻效应、磁电阻随外加磁场的高阶周期震荡等．     

用含钒催化剂CVD法制备多壁纳米碳管

以甲烷为碳源,分别以2CoO·5V2O5载体、Fe2O3·5V2O5载体和2NiO·5V2O5载体为催化剂,采用化学气相沉积(CVD)法通过催化裂解甲烷在800℃制备出多壁纳米碳管(MWNTs).对这三个产品进行了扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜和激光拉曼光谱表征.结果表明:利用含钒的双金属催化剂可有效制备出石墨化程度高的多壁纳米碳管.     

一种适用于纳米碳管储氢分子模拟研究新程序的开发

采用分子模拟法,对不同时刻纳米碳管中的氢分子数进行统计分析,可以研究氢气在纳米碳管中吸附和扩散的依时性质。为对动力学轨迹中吸附在纳米碳管内部的氢分子进行快速准确地计数,开发了一种源于FORTRAN语言的专用的统计新程序——HNTSTAT。该程序的核心部分是将笛卡尔坐标系转换为纳米碳管的内坐标系,因而可以使程序能用于对运动的纳米碳管中氢分子进行统计。将计算结果与轨迹图进行对照,结果完全吻合。     

一种适用于纳米碳管储氢分子模拟研究新程序的开发

采用分子模拟法,对不同时刻纳米碳管中的氢分子数进行统计分析,可以研究氢气在纳米碳管中吸附和扩散的依时性质。为对动力学轨迹中吸附在纳米碳管内部的氢分子进行快速准确地计数,开发了一种源于FORTRAN语言的专用的统计新程序——HNTSTAT。该程序的核心部分是将笛卡尔坐标系转换为纳米碳管的内坐标系,因而可以使程序能用于对运动的纳米碳管中氢分子进行统计。将计算结果与轨迹图进行对照,结果完全吻合。     

腔体压力对纳米碳管结构的影响

在镍催化剂的催化作用下，利用微波等离子体化学气相沉积法合成了纳米碳管，分析了不同腔体压：匀对所合成的碳材料结构的影响．研究表明，当腔体压力增大时，基片温度上升，有利于纳米碳管管状结构的形成，提高纳米碳管的石墨化程度．     

腔体压力对纳米碳管结构的影响

在镍催化剂的催化作用下,利用微波等离子体化学气相沉积法合成了纳米碳管,分析了不同腔体压力对所合成的碳材料结构的影响.研究表明,当腔体压力增大时,基片温度上升,有利于纳米碳管管状结构的形成,提高纳米碳管的石墨化程度.     

纳米碳管葡萄糖生物传感器的研究

基于纳米碳管的特殊物理结构和电化学特性，利用多壁纳米碳管（MWCN）修饰酶电极葡萄糖生物传感器，分析传感器性能的改变并探索酶和电子中间体在纳米碳管表面的作用机制。在碳糊电极表面纳米碳管修饰能够加快铁氰化钾/亚铁氰化钾的氧化还原速度，提高响应电流水平，但没有发现纳米碳管有直接电子传递作用；同时纳米碳管提高了葡萄糖氧化酶（GOD）分子在反应过程中的相对活性。经纳米碳管修饰后，葡萄糖生物传感器表现出良好的线性和分辨率，检测灵敏度、检测范围、检测速度有所提高；尤其在人体血糖浓度范围内，响应电流幅度提高了50%，分辨率提高了两倍。     

纳米碳管的性质及应用技术

从纳米碳管的分子结构、性质以及潜在的应用 ,对这种新型纳米材料作了简要描述 ;对纳米碳管分子结构与性质之间的联系及纳米碳管在半导体、场电子发射器、复合材料增强等方面的应用研究情况进行了介绍。     

Synthesis and Evaluation on Performance of Hydrogen Storage of Multi-Walled Carbon Nanotubes Decorated with Platinum

1　IntroductionCarbonnanotubes (CNTs ) ,firstobservedin1991[1] ,haveattractedmoreattentionbecauseofmuchnewexcellentperformance ,andshowapromisingfutureashydrogenstoragemedia[2 ,3 ] .However ,comparedto5wt % - 10wt %hydrogenbytheoreticalcalculation[4] ,thecapacityofexperimentalstorageacceptedtodateisonly4 .2wt% [5] .Thelowstoragecanbeattributedtothehigh lygraphitizedsurfaceofCNTs ,whichhashigherresis tanceeffectsonhydrogenmoleculesandpreventshydrogenfromenteringthenanotubes[6] .Furthermore ,…     

碳纳米管储氢的研究

氢能是一种洁净的可再生能源,要作为一种常规能源,其储存很关键。碳纳米管孔结构丰富,比表面积大,其储氢安全、成本低、寿命长,而且吸放氢条件温和。众多的实验研究结果和理论分析展示出碳纳米管储氢具有良好的应用前景,以后研究面临的非常重要的问题就是要实现其常温、适当压力下大量储氢。     

金属粒子掺杂的多壁碳纳米管气敏性研究

分别利用化学还原和电化学镀覆方法,对经过浓硫酸浓硝酸混合液酸化预处理的多壁碳纳米管进行Pd和Cu的掺杂,并制备成电流型气敏传感器.以甲醛、苯、甲苯、二甲苯作为测试气体,通过电化学分析仪测试它们在不同气体种类和体积分数下的响应.实验结果表明,传感器在常温下具有较高的灵敏度和重复性,金属粒子的掺杂使传感器的灵敏性和选择性都有较大的改变.影响气敏特性的主要因素包括：碳纳米管自身的结构缺陷、气体分子与金属团簇的反应、金属粒子形成的局部催化活性中心.     

多壁碳纳米管/氧化亚铜的制备及其对N-甲酰吗啉的光催化性能

采用液相还原法制备多壁碳纳米管/氧化亚铜（MWCNTs/Cu₂O）复合微球。利用傅立叶变换红外光谱仪（IR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等对样品进行官能团分析、物相分析和形貌观察,结果表明：多壁碳纳米管以纵横穿插方式与氧化亚铜形成复合微球。对比氧化亚铜和多壁碳纳米管/氧化亚铜对目标有机物N-甲酰吗啉的光催化活性,结果表明：多壁碳纳米管/氧化亚铜复合催化剂的催化效果明显优于氧化亚铜。     

锂掺杂单壁碳纳米管阵列储氢的计算机模拟

采用巨正则蒙特卡罗方法,研究锂掺杂对单壁碳纳米管阵列(SWCNTA-Single Walled Carbon Nanotube Array)物理吸附储氢的影响.揭示了锂的掺杂位置对提升SWCNTA的储氢能力有显著的影响,并给出了最佳的掺杂方案.计算结果显示,选择最佳的掺杂方案,并合理控制SWCNTA的结构与尺寸,可使锂掺杂SWCNTA在常温和中等压强下的物理吸附储氢量,达到和超过美国能源部提出的2015年研究目标.     

Storage of hydrogen in floating catalytic carbon nanotubes after graphitizing

Hydrogen storage under moderate pressure (~10 MPa) and ambient temperature (~25℃) in multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) prepared by the floating catalyst method is investigated. The capacity of hydrogen adsorption is evaluated based on both the nanotubes diameter and morphology. Indirect evidence indicates that hydrogen adsorption not only occurs on tube surface and interiors, but also in tube interlayers. The results show that the floating catalytic carbon nanotubes might be a candidate hydrogen storage material for fuel cell electric vehicles.     

贮氢材料研究进展

氢是一种清洁的绿色能源,其应用研究受到了广泛的关注。氢能的利用可以保护环境、减少污染、充分发挥能源利用率。本文概述了贮氢材料的种类及其最新的研究进展,介绍了贮氢材料的性能特点,并对贮氢合金、轻质金属-铝氢化物、玻璃微球、碳纳米管、高比表面活性炭、有机液体氢化物等贮氢材料做了进一步的综述。     

多壁碳纳米管/金属异质结的热电效应和红外光电效应

在无序多壁碳纳米管(MWCNT)压片的上表面涂敷金属薄层,构成“无序多壁碳纳米管/金属”异质结.通过实验测试,详细研究了该异质结的热电效应和红外光电效应.作为参比实验,同时对前期设计的“有序多壁碳纳米管/金属”异质结的热电效应和红外光电效应进行了同样测量.结果表明:在两种异质结中,其热致电流和红外光致电流都具有相同的流向.当采用CO2激光(λ=10.6μm)辐照异质结时,“无序多壁碳纳米管/金属”异质结的光致电流强度与光功率呈非线性关系,而在“有序多壁碳纳米管/金属”异质结器件中,光致电流强度与光功率几乎是线性相关的.对于两种异质结,其红外光致电流响应曲线均具有两个特征时间,说明红外光电效应中包含光响应和热响应两种物理过程.此外,基于热电效应和红外光电效应,设计并构建了红外光电传感器和热电传感器原型,为拓展“多壁碳纳米管/金属”异质结的应用奠定了实验基础.     

Structure and properties of self-assembled narural rubber/multi-walled carbon nanotube composites

Natural rubber (NR)/multi-walled carbon nanotube (MWCNTs) composites were prepared by combining self-assembly and latex compounding techniques.The acid-treated MWCNTs (H2SO4:HNO3=3:1,volume ratio) were self-assembled with poly (diallyldimethylammonium chloride) (PDDA) through electrostatic adhesion.In the second assembling,NR/MWCNTs composites were developed by mixing MWCNTs/PDDA solution with NR latex.The results show that MWCNTs are homogenously distributed throughout the NR matrix as single tube and present a great interfacial adhesion with NR phase when MWCNTs contents are less than 3 wt%.Moreover,the addition of the MWCNTs brings about the remarkable enhancement in tensile strength and crosslink density compared with the NR host,and the data peak at 2 wt% MWCNTs loadings.When more MWCNTs are loaded,aggregations of MWCNTs are gradually generated,and the tensile strength and crosslink both decrease to a certain extent.     

氨基化多壁碳纳米管的制备

以羧基化多壁碳纳米管为原料,经酰氯化、酰胺化和霍夫曼消去反应制备了氨基化多壁碳纳米管,并与己二酸己二胺盐进行了原位聚合反应,还采用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、拉曼光谱仪、热重分析仪(TG)和X-射线光电子能谱仪等对产物进行了表征.结果表明:氨基化多壁碳纳米管每1 000个表面碳原子中有91个转化为氨基,但氨基化多壁碳纳米管的热稳定性较多壁碳纳米管显著下降;聚己二酸己二胺功能化氨基化多壁碳纳米管复合材料的成功制备,表明碳纳米管上的氨基仍具有缩聚反应活性.