双电层电容器碳纳米管固体极板的制备

本文研究了基于碳纳米管的法拉级双电层电容器极板的制备,使用碳纳米管和酚醛树脂混合成型作为极板的双电层电容器获得了15~25F/g的容量.通过测试所制电容器的主要电性能参数并与传统的活性炭极板对比,表明具有高的比表面积和良好晶化程度的碳纳米管用以制备双电层电容器极板具有潜在的优势.     

有机双电层电容器用活性炭电极的修饰

利用石墨、炭黑、碳纳米管三种导电碳材料,对高比表面积活性炭进行掺杂修饰,制备有机电解液双电层电容器用薄膜电极。经电化学测试发现,在 1 mol/L 的 LiPF6/EC-DEC(体积比 1∶1)溶液中,经不同导电材料修饰后的活性炭电极,其单电极比容量和大电流充放电性能均有较大改善。其中,掺杂 10%(质量分数)碳纳米管的活性炭电极,在 330 mA/g 电流密度下的单电极比容量可达 81 F/g,比未掺杂活性炭电极 60 F/g 的比容量提高了 35%;电流密度从 60 mA/g 增至 330 mA/g,该电极的容量保持率为 79.4%。     

碳纳米管/氧化镍复合电极超大容量离子电容器

碳纳米管作为一种新型碳材料,具有质轻,高的有效比表面积和优良的导电性,是制备双电层电容器较为理想的电极材料。本文实验用硝酸回流处理碳纳米管,对其表面改性,通过sol-gel法在改性后的碳纳米管上沉积Ni(OH)2,经灼烧得到碳纳米管/氧化镍复合材料,制成电极装配成电容器单元。该电容器具有双电层电容和赝电容特性,其比电容量为160 F/g,频率响应特性较活性炭电极电容器有所提高,是一种极具发展潜力的储能器件。     

镍/碳纳米管复合薄膜的制备及其性能的研究

结合电泳沉积碳纳米管和电镀金属镍的方法,在导电基片上成功制备了镍/碳纳米管复合薄膜.观察了薄膜的形貌和成份,测试了所制备的镍/碳纳米管复合薄膜的表面电阻和场发射特性,并与传统的电泳方法制备的碳纳米管薄膜进行了比较.实验结果表明,镍/碳纳米管复合薄膜表面碳纳米管大范围排布有序、密度可控;与传统电泳方法制备得到的碳纳米管薄膜相比,镍-碳纳米管复合薄膜具有更小的表面电阻和更好的场发射性能.镍层在薄膜中起到了固定碳纳米管、改善碳纳米管与基底以及碳纳米管与碳纳米管之间电接触的作用;由于镍在薄膜中含量较少(小于10%),薄膜整体仍体现出碳纳米管的优异性能.     

激光功率对连续CO2激光制备单壁碳纳米管的影响

在室温下用大功率连续CO2激光制备单壁碳纳米管，测量了500～850W激光功率下产生的碳纳米管样品的透射电镜和拉曼(Raman)光谱，对单壁碳纳米管的生长条件和直径分布与激光功率的关系进行了研究，实验证明在长波长激光制备单壁碳纳米管中，激光功率对单壁碳纳米管的形成和管径的大小起着关键的作用。激光功率越高，单壁碳纳米管的产率越大。对不同管径的单壁碳纳米管，激光功率较高所制备得到的平均管径较大。     

碳纳米管薄膜制备及其光电探测应用进展

光电探测器在遥感、夜视、侦察、医学成像、环境保护和化学检测等方面的应用十分广泛,而光电探测材料的结构与性能直接影响着光电探测器的性能。近年来碳纳米管由其所具有的独特光学和电学性能迅速成长为光电探测中不可或缺的材料。虽然前期研究主要集中在基于单根碳纳米管的光电响应机理研究,但由于未来应用场景中必然是以碳纳米管薄膜为基础的,因而围绕制备大面积、高密度、高取向、高均匀度碳纳米管薄膜,并以此为基础制备光电探测器件成为了近期碳纳米管光电应用领域的研究热点。本文围绕近年来碳纳米管薄膜制备及其在光电探测器件应用这两个方面的进展,分别进行了详尽的介绍和讨论,并展望了碳纳米管薄膜光电探测器的发展趋势。     

用电镜照片定量描述多壁碳纳米管的曲折状态

碳纳米管的形貌受制备方法以及各种后处理过程的影响.为了清楚地描述碳纳米管的形貌特征,本文建立了一种用电镜照片对碳纳米管曲折状态进行定量表征的方法.将一定数量多壁碳纳米管的高分辨透射电镜或扫描电镜照片进行观察和统计分析后,通过引入曲折因子（tortuosity factor TF）和计算标尺（calculating scale CS）两个参数,可以定量表征多壁碳纳米管的曲折程度.本文用该方法对三种不同的多壁碳纳米管进行了表征：纳米聚团流化床反应器制备的多壁碳纳米管、浮游法制备的超长阵列多壁碳纳米管以及静电纺聚环氧乙烷纳米纤维中的多壁碳纳米管.结果显示在所统计的计算标尺范围内,不同多壁碳纳米管的曲折因子有着显著的差异,进而根据多壁碳纳米管曲折因子的差异深入分析了制备方法以及处理过程对其形貌的影响.     

单根多壁碳纳米管的电学测试

提出了一种制备多壁碳纳米管的简单方法。以乙醇为碳源,利用催化化学气相沉积工艺制备了碳纳米管。用较为简单的设备在较低的反应温度下,在基底上生长了取向多壁碳纳米管阵列。利用扫描电子显微镜内部的纳米操纵仪对单根碳纳米管进行操纵,并测试了单根多壁碳纳米管的电学特性。     

基于碳纳米管的场发射平板显示器研究

碳纳米管因具有良好的电子发射特性而成为理想的场发射阴极材料。本文概述了碳纳米管的特性、分类及制备;介绍了碳纳米管场发射平板显示器的结构、工作原理及制备,分析了碳纳米管场发射平板显示器的优缺点,针对其缺点提出了一些改进的思路并对其发展趋势作了展望。     

单根多壁碳纳米管的电学测试

提出了一种制备多壁碳纳米管的简单方法。以乙醇为碳源，利用催化化学气相沉积工艺制备了碳纳米管。用较为简单的设备在较低的反应温度下，在基底上生长了取向多壁碳纳米管阵列。利用扫描电子显微镜内部的纳米操纵仪对单根碳纳米管进行操纵，并测试了单根多壁碳纳米管的电学特性。     

碳纳米薄膜材料的研究进展

碳纳米薄膜是一种新型碳纳米材料,因其具有优良的物理和化学性能、很好地应用前景而受到了广泛关注。综述了无定形碳膜、石墨烯膜、类金刚石碳(DLC)膜、金刚石膜、CNx膜和碳纳米管(CNT)膜的制备方法和结构的研究进展,总结了其在不同领域的潜在应用价值。探讨了该研究领域亟待解决的问题以及今后的发展前景。今后一段时间内对碳纳米薄膜材料的制备和应用研究将会更加深入,研究应致力于碳纳米薄膜制备方法的简单化,寻求价格低廉的碳源,同时对应用开发还要有所拓展。     

碳基纳米吸波材料制备的研究进展

为探索民用电磁屏蔽和军用隐形碳基高性能吸波材料的制备,研究了碳纳米管和磁性金属复合,碳纳〖JP2〗米管和铁氧体复合,碳纳米管/聚合物复合,碳、石墨基复合等碳基吸波材料的不同复合和制备方法,比较了其反射损耗等不同的特点、影响因素和性能特点及其相关应用。结果表明,多元复合、低维化、工艺优化是其制备的有效途径。     

碳纳米管的物性及应用

碳纳米管独特的物理性能使它在诸多领域有着广阔的应用前景。讨论了碳纳米管的电学性质、力学性质及优良的储氢性能,并在此基础上,着重介绍了碳纳米管在微电子元件、平面显示器、锂离子电池和超电容器等方面的应用。     

分子模拟中碳纳米管模型建立原理分析

分子模拟是研究碳纳米管结构、性能和应用的重要途径,碳纳米管模型的建立是分子模拟的基础。从碳纳米管中碳原子之间的几何关系出发,以扶手椅型单壁碳纳米管为例,确定了一个supercell中所有碳原子在三维直角坐标系下的几何坐标,再以此supercell中的所有原子坐标为循环体进行嵌套循环,得到满足要求的碳纳米管模型。     

碳纳米管在微机电系统(MEMS)中的应用研究

碳纳米管研究的不断发展为其与微机电系统(MEMS)的结合提供了可能,这种结合“Top—down”与“Bottom—up”的方法是微米／纳米技术的一个发展趋势。介绍了碳纳米管的特性及其在MEMS上的潜在应用,综述了碳纳米管的制备方法以及与MEMS技术的兼容性,列举了目前一些碳纳米管与MEMS结合研究的典型,并对其发展趋势进行了分析。     

Ionic Liquid‐Assisted Synthesis of TiO2–Carbon Hybrid Nanostructures for Lithium‐Ion Batteries

Building nanocomposite architectures based on nanocarbon materials (such as carbon nanotubes and graphene nanosheets) and metal‐oxide nanoparticles is of great interests for electrochemical energy storage. Here, an ionic‐liquid‐assisted strategy is presented to mediate the in situ growth of TiO₂ nanocrystals with controlled size on carbon nanotubes and graphene, and also reduce the modified carbon supports to recover the graphitic structure simultaneously. The as‐prepared nanocomposites exhibit a highly porous and robust structure with intimate coupling between TiO₂ nanocrystals and carbon supports, which offers facile ion and electron transport pathway as well as high mechanical stability. When evaluated as electrode materials for lithium‐ion batteries, the nanocomposites manifest high specific capacity, long cycling lifetime, and excellent rate capability, showing their promising application in high‐performance energy storage devices.     

电化学双电层电容器的研制

通过催化裂解法制备了碳纳米管并进一步制备了碳纳米管薄膜电极。基于该种材料的超电容器电极比容量达到36 F/g并表现出良好的功率特性。本文采用多种研究方法对基于该种材料的双电层电容器进行了详细的研究。     

碳纳米管制备及其生长机制研究

采用乙醇催化燃烧法，以钴盐作为催化剂先体、薄铜片作为基底制备碳纳米管。分别以氯化钴、硝酸钴和硫酸钴作为催化剂先体，研究了不同催化剂先体对碳纳米管生长的影响；利用扫描电镜，透射电镜对碳纳米材料的形貌和结构进行了表征，研究了不同钴盐的催化剂先体对碳纳米管形态与结构的影响，讨论了碳纳米管的生长机制。实验发现，其他制备条件相同，当催化剂先体为氯化钴时，碳纳米管与大量絮状杂质缠绕在一起；当催化剂先体为硝酸钴时，碳纳米管容易形成弯曲、不规则的波浪形结构；而当催化剂先体为硫酸钴时，实验所得的碳纳米材料几乎全为取向规则、直径均一的碳纳米纤维，只观察到少量碳纳米管。     

碳纳米管制备及其生长机制研究

采用乙醇催化燃烧法,以钴盐作为催化剂先体、薄铜片作为基底制备碳纳米管。分别以氯化钴、硝酸钴和硫酸钴作为催化剂先体,研究了不同催化剂先体对碳纳米管生长的影响;利用扫描电镜,透射电镜对碳纳米材料的形貌和结构进行了表征,研究了不同钴盐的催化剂先体对碳纳米管形态与结构的影响,讨论了碳纳米管的生长机制。实验发现,其他制备条件相同,当催化剂先体为氯化钴时,碳纳米管与大量絮状杂质缠绕在一起;当催化剂先体为硝酸钴时,碳纳米管容易形成弯曲、不规则的波浪形结构;而当催化剂先体为硫酸钴时,实验所得的碳纳米材料几乎全为取向规则、直径均一的碳纳米纤维,只观察到少量碳纳米管。