制备参数对多壁碳纳米管形貌的影响

以甲烷为碳源气,以氢气为还原气,以纳米级NiO/SiO2气凝胶为催化剂,探讨了气相化学沉积法制备多壁碳纳米管工艺过程中,制备参数对产物形貌的影响。实验结果表明,随着反应时间的延长,多壁碳纳米管的直径没有明显改变,长度增加,长径比随之增加。CH4与H2的流量比例为2∶1时,可制得形貌规整、长径比大的多壁碳纳米管。     

催化法制备多壁碳纳米管

采用复合氧化物LaFeO3,C2H2为碳源,合成了高纯度的碳纳米管,考察了温度对产量的影响。利用TEM,HR－TEM,XRD,Raman等手段对所制备的纳米碳管进行了观察和表征。碳纳米管管径均匀,石墨化程度较高,易于纯化。     

多壁碳纳米管对聚丙烯韧性和阻燃的影响

通过添加表面活性剂和两步法的加工工艺,研究了未进行任何预处理的多壁碳纳米管对聚丙烯力学性能、阻燃性能和电性能的影响。结果显示,聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料在具有一定抗静电能力的同时,其缺口冲击强度可达47.3 k J/m2,相对于纯的聚丙烯提高了414%。在聚丙烯溴系阻燃体系中,多壁碳纳米管比超导炭黑更适合作为导电填料,在燃烧时能抑制火焰和滴落物的产生,并能有效缩短续焰时间t1和t2,最终使复合材料具备抗静电性能,且达到V-0阻燃级别。     

氟化多壁碳纳米管作正极对锂/氟电池性能的影响

通过对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行氟化改性,获得氟碳原子比分别为0.28(CF0.28),0.56(CF0.56),0.78(CF0.78)的氟化多壁碳纳米管。将氟化多壁碳纳米管作正极活性物质涂覆于铝箔,金属锂片为对极,组装成锂/氟化多壁碳纳米管(Li/CFx)一次纽扣电池。采用热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)进行结构和性能表征,通过恒流放电检测电池的电化学性能。结果表明:活性物质为CF0.78的正极电极的电化学性能最佳,在电流密度为39mA/g时放电比容量达724mAh/g,同时出现了稳定的放电平台。在0.05C放电倍率时,3种电极的活性物质利用率分别达到73.4%,89.6%,92.9%。相比0.05C,2C放电倍率下的放电比容量衰减率分别为68.8%,34.1%,39.6%,表明提高氟化程度,能够降低放电比容量衰减率,虽CF0.78相对CF0.56的放电化容量衰减率有所上升,但在相同放电倍率时,其放电曲线稳定性是最好的。     

多壁碳纳米管的表面乙烯基功能化

本文采用浓硫酸/浓硝酸(3:1,v/v)组成的混酸体系在140℃时对多壁碳纳米管进行了氧化处理,并通过氧化后在多壁碳纳米管表面生成的羟基官能团与丙烯酰氯进行反应,制备了表面乙烯基功能化的多壁碳纳米管.强酸氧化后多壁碳纳米管的表面形貌通过透射电子显微镜进行了观察,结果表明氧化时间为60分钟时所得多壁碳纳米管的长度比较均匀,长径比较大,具有明显的两端开口结构.氧化后多壁碳纳米管表面的官能团通过核磁共振波谱仪进行了表征,结果表明混酸氧化处理60分钟后的多壁碳纳米管的管壁和管端生成了羟基等官能团.氧化后的多壁碳纳米管与丙烯酰氯充分反应后的产物的核磁共振氢谱图表明,反应产物为乙烯基功能化的多壁碳纳米管.     

不同氧化体系处理对多壁碳纳米管的影响

采用3种氧化体系(H2SO4/H2O2,H2SO4/K2Cr2O7,H2SO4/HNO3)对多壁碳纳米管(MWC-NTs)进行处理,通过红外光谱、拉曼光谱、热失重、滴定分析、Zeta电位激光粒度分析仪、透射电镜对氧化前后的样品进行表征.结果表明,氧化处理未明显破坏MWCNTs的管状结构,并在表面引入羧基官能团,滴定分析...     

表面官能团化多壁碳纳米管对环氧树脂固化过程的影响

以4,4‘-二胺基二苯砜(DDS)为固化剂,将表面化学修饰的MWNT作为填料加入到环氧树脂中,制备了MWNT/环氧树脂复合材料,采用非等温DSC研究了MWNT对环氧树脂固化过程的影响.结果表明,表面化学修饰的MWNT能促进环氧树脂的固化,降低固化反应的起始温度和峰顶温度;根据Kissinger公式和Crane经验方程推出了固化反应的表观活化能、反应级数、频率因子和速率常数;根据不同升温速率下的DSC固化反应放热曲线确定了固化工艺参数.     

多壁碳纳米管的辐照处理及其对多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料热性能的影响

在空气中用高频高压电子加速器辐照多壁碳纳米管(MWCNTs),采用红外光谱、能谱分析、拉曼光谱和透射电镜表征分析辐照处理对碳纳米管结构的影响;通过原位复合法制备MWCNT/环氧树脂(EP)复合材料.采用场发射扫描电镜、热失重分析和动态力学分析研究辐照处理MWCNTs对环氧树脂热稳定性的影响.结果表明:电子束辐照处理使MWCNTs表面接入了少量的含氧基团,同时破坏了MWCNTs的完整结构,当辐照剂量为170 kGy时,接枝含氧基团的量最多(约为4％),且结构破坏程度较小.与原始MWCNT/EP体系相比,经电子束辐照处理后的MWCNTs在EP中分散得更均匀,并能使材料的最大热分解温度和玻璃化转变温度较纯EP有所提高,在EP中加入质量分数0.5％的经170kGy辐照处理后的MWCNTs,能够使材料的最大热分解温度和玻璃化转变温度分别提高约14℃和8℃.     

多壁碳纳米管载体的改性及应用

多壁碳纳米管独特的结构和性质(纳米尺寸、介孔结构和大比表面积)使其成为催化剂的良好载体.侧重于催化领域的应用,结合改性的多壁碳纳米管为载体的催化剂在各催化反应中的应用,综述了催化领域中多壁碳纳米管载体的改性方法,指出针对不同的催化反应需采用不同的方法或多种方法相结合对碳纳米管进行表面改性修饰.     

预处理方法对多壁碳纳米管双电层电容器的影响

对化学气相沉积法制备的多壁碳纳米管(MWCNTs)依次进行球磨、化学活化和氨化预处理,探讨预处理方法对MWCNTs双电层电容的影响。结果表明,球磨、化学活化可剪短MWCNTs,提高比表面积和孔容,氨化则降低已活化MWC-NTs的比表面积;电化学性能测试显示经过球磨、化学活化和氨化处理,MWCNTs的导电性依次提高,球磨和化学活化由循环伏安测得的比容量相当,高于氨化;放电电流密度由5mA/g增至100mA/g,球磨、化学活化和氨化预处理后MWCNTs的放电容量分别衰减了17%、27%、13%。     

成纤维细胞和血小板在多壁碳纳米管上粘附性

使用化学气相沉积(CVD)的方法在碳纸基底上制备了多壁碳纳米管(MWCNTs),并研究了L929小鼠成纤维细胞在多壁碳纳米管和碳纸对照组上的粘附及增殖等生长行为,以及各种血液蛋白吸附于这两种材料表面后对人皮肤成纤维细胞粘附产生的影响,同时对比了这两种材料的血小板粘附情况.结果表明:种植在多壁碳纳米管上的成纤维细胞生长明显比碳纸上的旺盛,细胞浓度从第1天的12.5×10~5/mL明显增加到第7天的4.1×10~5/mL,多壁碳纳米管对细胞无毒性反应.预吸附白蛋白、纤维蛋白原、免疫球蛋白对细胞粘附量有促进作用,并且多壁碳纳米管的血小板粘附率低于碳纸.这些结果证明多壁碳纳米管具有良好的组织相容性和一定的血液相容性.     

MnO2对多壁碳纳米管的包覆与表面改性研究

利用高锰酸钾(KMnO4)在分散有多壁碳纳米管的硝酸溶液作用下分解,控制反应条件,在多壁碳纳米管上原位生成并包覆了颗粒状和丝状两种不同形貌的MnO3.通过XPS对反应产物进行了验证,利用TEM对碳纳米管包覆前后的形貌进行了表征,并对反应机理进行了初步探讨.     

钴/碳纳米管催化剂CVD法制备碳纳米管

以乙烯为碳源、多壁碳纳米管为载体负载钴作为催化剂,利用CVD法制备出了高质量的多壁碳纳米管.利用扫描电子显微镜(SEM)对催化剂的形貌进行了表征,利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)以及差热-热重(TG-DTA)方法对产物进行了表征.发现在最佳裂解温度770℃下制备的多壁碳纳米管直径分布均匀、曲率小、纯净、产率高,更重要的是不具有难处理的氧化物(如Al2O3)载体,充分体现了碳纳米管作为载体的优越性.     

多壁碳纳米管的酰氯化和氨化改性及其结构表征

分别以氯化亚砜和乙二胺为改性试剂对多壁碳纳米管进行化学改性,通过红外光谱、扫描电子显微镜、热重分析和X射线衍射对制备的碳纳米管进行表征。结果表明,改性碳纳米管中含有酰氯基团和氨基基团,同时,改性使碳管长度变短,反应活性增加,但其特殊结构未受破坏。     

多壁碳纳米管薄膜离子敏特性的研究

对多壁碳纳米管薄膜传感器的离子敏感特性进行了实验研究.结果表明,经化学修饰的多壁碳纳米管薄膜对离子性气体吸附性能良好,由此而设计的传感器表现出良好的灵敏度和快速的响应.     

基于原子力显微镜的碳纳米管焊接

在利用碳纳米管（CNT）制作纳米电子器件时,碳纳米管与金属电极的接触特性将决定器件性能.为此本文提出了一种利用原子力显微镜（AFM）进行碳纳米管焊接的新方法.仿真研究了探针电场的强度与分布,解释了焊接中电场产生的机理,进一步分析了偏压、探针-样品距离与探针悬臂梁偏转位移之间的关系;并通过这些优选的相关实验参数进行了焊接实验验证.实验结果表明,碳纳米管与电极间的接触电阻由2.86×106Ω减小至7.14×105Ω,并可实现碳纳米管在电极上的良好固定.     

Pyrolytic Synthesis of Carbon Nanotubes from Sucrose on a Mesoporous Silicate

Multi-wall carbon nanotubes were synthesized from sucrose by a pyrolytic technique using mesopourous MCM-41 silicate templates without transition metal catalysts. The nanotubes were examined in the carbon/silicate composite and after dissolution of the silicate. High-resolution transmission electron microscopy study of the multi-wall nanotubes showed them to be 15 nm in diameter, 200 nm in length and close-ended. There was variation in crystallinity with some nanotubes showing disordered wall structures.     

多壁碳纳米管的球磨特性及其嵌锂行为

采用Raman光谱、TEM和恒流充放电技术研究在石油醚介质中球磨不同时间的多壁碳纳米管的结构、形貌和电化学嵌锂行为的变化.结果发现,球磨1h和5h,多壁碳纳米管的典型Raman峰强度随球磨时间的增加而降低,说明碳纳米管中的缺陷增多,管径变小,管长变短;但球磨5h和10h的峰强度相差不大,说明在石油醚介质中经一定时间球磨后再延长时间对其结构几乎无影响;且球磨前后Raman谱G线和D线的强度之比几乎不变,球磨对其石墨化程度影响不大.随球磨时间增加,可逆嵌锂容量相应增加.并分析了原因.     

石英基底上定向单壁碳纳米管阵列可控生长

以铜为催化剂,甲烷为碳源,采用化学气相沉积法在石英单晶基底上生长定向单壁碳纳米管阵列,分别用扫描电子显微镜、原子力显微镜对其结构进行表征,研究了使用聚合物聚乙烯丙烯酸甲脂（PMMA）分散催化剂对碳纳米管密度和定向性的影响,利用PMMA分散催化剂能提高催化剂的活性,增加定向碳纳米管的密度,使催化剂形成规则的条状,能进一步提高其密度和定向性。采用微加工工艺做成器件,并利用半导体参数测试仪对器件进行了电学测试。     

多壁碳纳米管湿度传感器介电损耗模型（英文）

为揭示碳纳米管湿度传感器的介电损耗,制作了一种电阻型碳纳米管湿度传感器.使用介电损耗相关理论对其频率特性进行分析,并利用普适方程建立了传感器介电损耗模型.对实验数据与所建立模型进行拟合,得到拟合决定系数为0.994,表明可以使用普适方程对传感器介电损耗进行描述.由于测试频率引起的传感器电阻变化会改变传感器线性度,分析了不同测试频率下传感器的线性度,发现当测试频率为10 kHz时传感器的线性度最佳（1.52%）,此时传感器灵敏度为-7.83Ω/%RH.