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．     

多壁纳米碳管的压力储氢研究

采用催化热解法制备了多壁纳米碳管，并对其进行酸化、灼烧、掺杂等一系列预处理后，在室温及氢气的压力分别为9，12MPa的条件下研究了多壁纳米碳管的储氢性能。通过对纳米碳管的不同处理可以提高纳米碳管储氢容量，掺杂金属锂后，纳米碳管的储氢量增加最大。     

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。     

纳米碳管的结构与嵌锂行为研究

研究纳米碳管的微观结构与嵌锂行为,对于制备出真正实用的锂离子电池负极材料具有重要的指导意义.催化热分解法制备了纳米碳管,对提纯后的纳米碳管进行了充放电性能的研究.纳米碳管首次放电比容量为1 295mA.h/g,不可逆容量为845mA.h/g,充放电效率为34.7%.采用XRD、TEM和FTIR谱研究了纳米碳管的结构、表面形貌和固体电解质中间相膜(SEI膜)的形成机理和组成.纳米碳管管径约20~30nm,长大于100nm,定向生长.纳米碳管的层间距d002值为0.349 6nm,表面存在着羰基(-CO-)、羟基(-OH),碳氢σ键等活性基团.纳米碳管在锂离子反复的嵌入与脱出后,层间距变大,衍射峰变宽,峰强变弱.     

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.     

碳包覆粒子的制备与表征

通过热处理在多壁纳米碳管上负载2种金属氧化物颗粒,以其为催化剂,用化学气相沉积法制备碳包覆金属粒子,并利用XRD、TEM、FESEM和EDS对催化剂和产物的物相组成、形貌和结构进行表征。结果表明,金属氧化物颗粒均匀地负载于纳米碳管的管壁上,所制备的碳包覆金属粒子粒径较为均匀,具有明显的核一壳结构。     

受限于纳米碳管中盐溶液的分子动力学模拟

以纳米碳管构筑新型渗透膜实现水脱盐,为了研究对盐、水在管中的受限行为,采用分子动力学模拟,在300K、1.01×105 Pa下,以(6,6)、(8,8)2种扶手椅型纳米碳管构筑膜通道,考察了水和钠离子在2种不同直径碳管中的扩散行为.通过模拟和分析得到了受限体中水和离子的平衡构型,水分子的轴向密度分布以及钠离子在水相及管...     

Co/MgO固体催化剂CVD法合成单壁纳米碳管的研究

分别用浸渍法、离子吸附沉淀法、溶胶一凝胶法制备了四组Co／MgO催化剂．1000C时,这些催化剂均能在CH4气氛下合成单壁纳米碳管,产量受催化剂活性组分尺寸影响明显．经透射电子显微镜(TEM)和热重分析(TGA)结果发现,浸渍法中以乙醇作为溶剂制备的催化剂所制得的产物中含有最多的单壁纳米碳管;离子吸附沉淀法所得的催化剂因沉淀的活性组分颗粒过大而不适合于单壁纳米碳管的生长;溶胶一凝胶法通过优化工艺将有望获得高产率的制备单壁碳管的催化剂．TEM和电子衍射观测同时表明所制得的单壁纳米碳管的直径都分布在1nm左右,且大部分聚集成束．     

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。     

Carbon nanotubes as tips for atomic force microscopy

Ordinary AFM probes‘ characters prevent the AFM‘s application in various scopes. Carbon nanotubes represent ideal AFM probe materials for their higher aspect ratio, larger Young‘ s modulus, unique chemical structure, and well-defined electronic property. Carbon nanotube AFM probes are obtained by using a new method of attaching carbon nanotubes to the end of ordinary AFM probes, and are then used for doing AFM experiments. These experiments indicated that carbon nanotube probes have higher elastic deformation, higher resolution and higher durability. And it was also found that carbon nanotube probes can accurately reflect the morphology of deep narrow gaps, while ordinary probes can not reflect.     

中国首批低碳试点省份碳足迹的时空格局分析

通过计算广东、辽宁、湖北、陕西、云南等5个中国首批低碳试点省份2002—2011年的碳源、碳汇数据,描绘5个省份的碳足迹时空格局。研究发现,碳排放未得到有效遏制,大气中的二氧化碳逐步增加;退耕还林能增强森林对二氧化碳的吸收能力,但过快的碳排放增长速度远大于其取得的成果;能源生产结构与碳足迹有密切联系,以煤炭为主的能源生产结构是碳足迹居高不下的重要原因之一;产业结构是决定碳排放量大小的关键。对此,有针对性地提出提高能源生产效率和利用效率;加强各省城市绿化与林地建设;优化产业结构,淘汰高耗能、高污染产业等有效政策。     

直径对单壁碳纳米管热力学性质影响的理论研究

采用MedeA软件包优化了一系列不同直径的碳纳米管的结构,并计算了相关声子谱和声子态密度,进一步计算了碳纳米管的热力学性质。结果表明碳纳米管的直径和温度对其热力学性质有影响。碳纳米管的直径越大,其生成能和总能量就越低,即稳定性越好。在低温时,直径对碳纳米管的热力学性质的影响较小;高温时,碳纳米管的热力学性质Cv(T)、S0(T)、–A(T)及Evib(T)随直径增大呈现升高趋势,而E(T)和G(T)则随碳纳米管的直径增大呈现降低趋势。     

Molecular dynamics simulation of the test of single-walled carbon nanotubes under tensile loading

Molecular dynamics (MD) simulations were performed to do the test of sin-gle-walled carbon nanotubes (SWCNT) under tensile loading with the use of Bren-ner potential to describe the interactions of atoms in SWCNTs. The Young’s modulus and tensile strength for SWCNTs were calculated and the values found are 4.2 TPa and 1.40―1.77 TPa, respectively. During the simulation, it was found that if the SWCNTs are unloaded prior to the maximum stress, the stress-strain curve for unloading process overlaps with the loading one, showing that the SWCNT’s de-formation up to its fracture point is completely elastic. The MD simulation also demonstrates the fracture process for several types of SWCNT and the breaking mechanisms for SWCNTs were analyzed based on the energy and structure be-havior.     

First-principles calculations on the structure and electronic properties of boron doping zigzag single-walled carbon nanotubes

Calculations have been made for single-walled zigzag(n,0) carbon nanotubes containing substitutional boron impurity atoms using ab initio density functional theory.It is found that the formation energies of these nanotubes depend on the tube diameter,as do the electronic properties,and show periodic fea-ture that results from their different π bonding structures compared to those of perfect zigzag carbon nanotubes.When more boron atoms are incorporated into a single-walled zigzag carbon nanotube,the substit...     

Synthesis and characterization of well-aligned carbon nitrogen nanotubes by microwave plasma chemical vapor deposition

Well-aligned carbon nitrogen nanotube films have been synthesized successfully on meso-porous silica substrates by microwave plasma chemical vapor deposition (MWPCVD) method. Studies on their morphology, structure, and composition by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), respectively, indicate that these nanotubes consist of linearly polymerized carbon nitrogen nanobells, and the nitrogen atoms have been doped into carbon netweork to form a new structure C1-xNx( x = 0.16±0.01). X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) results of the samples further demonstrate that carbon bonds cova-lently with nitrogen in all the carbon nitrogen nanotube films.     

云南省碳中和技术路线与行动方案

为解决碳达峰碳中和技术路线和行动方案不明确、不清晰的问题,以云南省为研究对象,分析梳理了云南省的能源结构、碳排放现状、碳排放重点行业、林业碳汇情况等,归纳总结出云南省碳中和目标导向下的技术路线和行动方案.研究结果表明:云南省可再生资源丰富,应充分发挥绿色能源优势,大力发展水能、风能及太阳能等可再生能源.充分利用废弃矿山...     

河南省碳达峰与碳中和战略、技术路线和行动方案

河南省是中国重要的人口、农业、工业及能源消费大省,碳中和战略的实施对推动区域经济绿色低碳高质量发展、促进中国2060年碳中和愿景的实现具有重要意义.但长久以来煤炭主导的较单一能源结构导致河南省面临碳排放基数大、生态治理形势严峻、能源对外依存度持续增长、可再生能源开发程度低等关键问题.为此,详细梳理了河南省当前的能源供需...     

粉末冶金法制备纳米碳管增强铜基复合材料的研究

用化学镀在纳米碳管表面镀覆了铜及镍,并用粉末冶金法制备纳米碳管增强铜基复合材料,研究了制备工艺的有关参数对其性能的影响．结果表明：不同的工艺参数对复合材料的性能有不同影响,相对其它参数,纳米碳管体积分数显著影响复合材料的综合性能．纳米碳管体积含量在12％左右时,复合材料的致密度和硬度达到较好综合值。     

少筋混凝土剪力墙结构抗侧力破损试验的计算机模拟方法

本文是将过去仅用于弹性结构计算的连续化分析法,推广应用于弹-塑性结构计算,用以利用计算机模拟结构试验,计算出结构破坏过程,并为提高计算精度,对首层采用原型(非连续化)分析。本文方法与现有的离散化有限元法相比,具有输入数据简单,运算速度快,大大节省计算机内存与机时的优点。本文方法的要点在于采用连续化分析的同时,辅以结构已局部破损部位的刚度退化修改,再进行按同一竖列内部变形能量等效的再度刚度连续化,进入下一级荷载下的分析,并在求得整体变形后,还原到非连续化的实际刚度,进行各部位的内力分配计算,求出新一轮的破损位置。如此步步计算,直到最后阶段。