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.     

不同氮碳比纳米管的合成与结构特性

以插层状四氧化三铁为催化剂在1073K下催化裂解合成了多壁纳米碳管,比较了苯、N,N′-二甲基乙二胺和乙二胺为碳源合成碳管的形貌和结构特性、氮碳比及产率。实验表明：两种含胺碳源均能催化合成出“竹节状”结构的碳纳米管;随着氮碳比的增加,碳管的管壁变得粗糙,管身变得更加弯曲,竹节的规整性下降,密度增加,碳管产率增加。进而从催化机理和含氮竹节状碳纳米管的生成机理上解释了产生这种现象的原因。     

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．     

纳米碳管/聚醚酮酮复合材料的研究

采用原位聚合法合成了不同纳米碳管（CNTs）含量的纳米碳管／聚醚酮酮（CNTs／PEKK）复合材料，并利用红外光谱、差示扫描量热分析、热重分析、扫描电镜等对复合材料进行了表征。研究结果表明，在未经有机化处理的情况下，纳米碳管以纳米结构状态分散在基体中，显著地提高了聚醚酮酮的耐热性能，降低了其熔点。     

电晕放电纳米碳管气敏传感器的实验研究

基于气体电晕放电原理，利用纳米碳管独特的物理结构和尖端发射效应，提出了一种新型的纳米碳管离子型气敏传感器．采用阳极氧化铝模板法生长的定向纳米碳管阵列所构成的传感器，纳米碳管和电极是一体的，简化了器件结构和工艺．在外加直流电压激励下，纳米碳管顶部形成很强的非均匀电场，在电压相对低的情况下能很容易地电离气体，根据气体的击穿电压和放电电流来实现对单一气体和确定性组合气体的检测．实验中还分析了温度、湿度对传感器的影响，对该传感器的性能也作了评价．实验结果表明该传感器具有选择性好、体积小、响应时间快、灵敏度高、稳定性好，室温操作等优点，而且实现方便，操作简单，有较大的实用价值．     

液相注入化学气相催化反应合成螺旋型碳纳米管

采用液相注入化学催化反应,以二甲苯为碳源和二茂铁为催化剂,加以注入乙二胺,在氩气流中和850℃合成温度下在石英基片上可控合成出卷取和螺旋型竹节状结构的碳纳米管及阵列.本过程与文献报导的合成螺旋形碳管的方法相比具有合成方法简单,为液相注入法,无需羰基铁等剧毒催化剂,催化反应在氩气中发生和相对较低的合成温度等优点.由于反应中乙二胺的引入,获得的螺旋碳管具有独特的竹节状结构,这不同于以往观察到的螺旋碳管结构.合成研究发现螺旋状碳管的形成与碳氢源结构和组成密切相关,在等同的合成条件下,当采用甲苯和乙醇为碳源替代二甲苯,产物虽也为竹节状碳管,但没有观察到卷曲和螺旋型碳管形成.分析讨论认为二甲苯的化学结构及组成特征使其在催化裂解生长碳管过程中不仅能提供碳六环生长碳管,同时提供形成碳五元环和七元环的原子,从而导致形成螺旋状碳管结构.     

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.     

微波法制备纳米碳管-碳化钛复合粉体

以钛铁矿为原料,通过等离子体化学气相沉积,生长纳米碳管.再通过微波加热强制碳化得到碳化钛-纳米碳管(TiC-CNTS)复合粉体.研究纳米碳管的生长工艺和微波碳化处理工艺,得出合理的制备工艺条件:纳米碳管的制备条件为微波功率600 W,腔体气压5.5 kPa,甲烷流量3.3 mL·min-1,氢气流量55 mL·min-1,生长时间40 min.碳化条件:微波功率700 W,处理时间10 min.     

纳米碳管混成材料的合成与性质

纳米碳管自从1991年被饭岛澄男博士正式发现后,因为其特殊的结构与新奇的特性,已成为新世纪的梦幻材料,并对于人类的文明与生活添加了许多想象力与可能性。近几年,以纳米碳管为基础的纳米混成材料逐渐开始吸引研究人员的兴趣,其目标是利用纳米碳管的特性以开发出不同用途、特性更佳的新应用材料。针对纳米碳管混成材料的主要合成方法以及其新特性,介绍了其在各方面的应用。     

熔盐法制备碳化矾涂层纳米纤维

以纳米碳管为碳源、模板和金属钒粉末为原料,在KCl-LiCl熔盐体系中于650~850℃条件下成功地合成碳化钒涂层纳米纤维,并通过XRD和SEM对反应得到的碳化钒涂层纳米纤维的结构与形貌进行了表征。结果表明,反应温度、反应时间和碳钒摩尔比对碳化钒晶体的生长和产物的物相组成有着重要影响。     

碳纳米管在生物医学传感器中的应用

从碳纳米管结构、电学性质及碳纳米管修饰电极出发,综述了碳纳米管在生物医学压力传感器、生物医学气体传感器、生物医学葡萄糖传感器中的应用,并对碳纳米管在生物医学传感器领域中的进一步应用需要解决的问题进行了概括.     

催化分解制备纳米碳管的催化剂研究

对催化解解法制备纳米碳管的催化剂作了初步的探讨和研究,并对纳米碳管生物的影响朵理进行了分析。实验表明：载体的选择、催化剂的制备温度和反应气体的流量对纳米碳管生长有较大的影响,而制备的催化剂粒度越小,越有利于纳米碳管的生长;使用硅胶分散剂的催化剂与直接使用纳米金属颗粒催化剂相比,前者生成的纳 纯度较高,后者生成的是纳米碳管与纳米碳纤维的混合体;一定的后处理工艺可以纯化纳米碳管产物。因此,这是一种快速     

碳纳米管在生物医学传感器中的应用

从碳纳米管结构、电学性质及碳纳米管修饰电极出发，综述了碳纳米管在生物医学压力传感器、生物医学气体传感器、生物医学葡萄糖传感器中的应用，并对碳纳米管在生物医学传感器领域中的进一步应用需要解决的问题进行了概括．     

Enhancing the crystalline degree of carbon nanotubes by acid treatment, air oxidization and heat treatment

Three approaches of treating carbon nanotubes (CNTs) including acid treatment, air oxidization and heat treatment at high temperature were studied to enhance the crystalline degree of carbon nanotubes. High temperature heat-treatment elevates the crystalline degree of carbon nanotubes. Acid treatment removes parts of amorphous carbonaceous matter through its oxidization effect.Air oxidization disperses carbon nanotubes and amorphous carbonaceous matter. The treatment of combining acid treatment with heat-treatment further elevates the crystalline degree of carbon nanotubes comparing with acid treatment or heat-treatment. The combination of the three treatments creates the thorough effects of enhancing the crystalline degree of carbon nanotubes.     

甲烷催化裂解制备碳纳米管过程中二氧化碳的影响

生物质发酵沼气含有高浓度CH₄,具有制备碳纳米管的潜力,但其中所含的大量CO₂对碳纳米管制备存在潜在影响. 研究了CH₄催化裂解制备碳纳米管过程中CO₂的影响,使用商用Ni基催化剂和水平管式炉装置开展碳纳米管制备试验,采用TPR、TPO、SEM、TEM等手段对催化剂和碳纳米管进行表征. 650 ℃时催化裂解效率最高,碳产物最大质量为催化剂质量的4倍,其中主要产物为多壁碳纳米管. CO₂对最佳催化裂解温度、催化裂解效率及多壁碳纳米管产量无显著影响,但CO₂的存在增加了碳纳米管内外径、长度和平滑度. 这可能是由于CH₄催化裂解产生无定形积碳,阻碍碳纳米管生长; 而CO₂与积碳反应清除积碳,促进了碳纳米管生长. 从CO₂的影响来看,沼气制备碳纳米管具有可行性.     

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.     

新型三维（3,3）碳纳米管聚合体

本文研究了单壁（3,3）碳纳米管束在高压下的结构演变过程。在静水压40 GPa下,（3,3）碳纳米管束会直接聚合形成一种新型六方三维碳纳米管聚合体（命名为六方3D-（3,3）碳）。卸除压力后,它能保持其结构不变,成为一种新型半导体性的超硬碳。该研究为压缩碳纳米管合成新型碳提供了理论依据。     

碳纳米管振动频率对水合离子团阻塞的影响

为了解决水合离子团的阻塞问题,以碳纳米管进行海水淡化为背景,选取（6,6）扶手椅型碳纳米管作为研究模型,采用分子动力学方法模拟计算碳纳米管的水分子通过性和离子选择性,研究了碳纳米管振动频率对水合离子团的阻塞作用。研究结果表明：通过施加外力使碳纳米管发生周期性振动,可有效改善水合离子团对碳纳米管的阻塞;不同的振动频率对水分子通过碳纳米管的速率有不同影响,且得出了最恰当的频率。     

燃料电池型反应器中苯氧化制备苯酚

在氢氧燃料电池型反应器中进行苯氧化制备苯酚的研究。分别以石墨、炭黑和碳纳米管作为阴极催化材料，以聚四氟乳液为粘合剂，通过热压法制成催化电极，并用于苯氧化制备苯酚。结果表明：石墨活性过低、碳纳米管活性高，但苯酚的累计生成量很低，说明生成苯酚的电流效率低；炭黑作为阴极催化剂时，电流值和苯酚的累计生成量均较高，即炭黑较适宜用作氢氧燃料电池苯氧化制备苯酚的阴极催化剂。另外，较高氧气操作分压有利于苯酚的生成。     

糊精及聚乙二醇水溶液放电制备洋葱状富勒烯

考察了不同有机介质对制备碳纳米材料的影响,以糊精（C6H10O5）n．xH2O）水溶液为放电介质,石墨做电极,成功制备了纳米洋葱状富勒烯（Onion—like Fullerenes：OLFs）和多壁碳纳米管。利用场发射扫描电子显微镜,高分辨透射电镜和X-射线衍射对所得产物进行了表征。结果表明：OLFs和多壁碳纳米管富含在阴极沉积物中且形貌规则,石墨化程度高;漂浮在糊精溶液表面的产物中没有OLFs和碳管的生成。以聚乙二醇水溶液为放电介质,未发现洋葱状富勒烯,但有大量的碳管和碳球存在,研究表明利用无毒有机介质水溶液制备碳纳米材料是可行的。