对PECVD制备碳纳米管的研究和探讨

高纯度和高产率的制备碳纳米管是碳纳米管研究的一个重点。目前制备碳纳米管的方法有电弧法、激光蒸发法、化学气相沉积法(又称CVD法)和模板法等。本文主要介绍采用PECVD化学气相沉积法制备碳纳米管,并对该种方法制备碳纳米管进行了系统的研究和探讨。     

非碳纳米管研究的新进展

文章系统地论述了非碳纳米管的制备，较详尽地介绍了多种非碳纳米管制备最新的进展，包括硫化物、氮化物、氧化物等等，特别重点地总结了非碳纳米管前沿材料，例如WS2，Bi2S，，ZnS，GaN，BN，AlN，InP，Eu2O3，，V2O3等．最后对非碳纳米管的研究趋势作了展望．     

催化裂解CH4制备碳纳米管的影响因素

以柠檬酸法制备的Fe MgO、Co MgO和Ni MgO为催化剂 ,CH4 为碳源气 ,H2 为还原气 ,在 873、973和 10 73K制备出碳纳米管 ,通过TEM和拉曼光谱表征 ,讨论了催化剂、制备温度、反应时间等因素对碳纳米管形貌、产率和内部结构的影响 .结果表明 :不同的催化剂在相同的温度下制备的碳纳米管的形态和内部结构有很大的差异 .其中Fe MgO催化剂制备的碳纳米管管径粗 ,且大小不均匀 ,而Ni MgO催化剂制备的碳纳米管管径较细、较均匀 .碳纳米管的产率随着裂解温度的变化而改变 .Fe MgO催化剂制备碳纳米管的产率随制备温度的升高而提高 ,而Ni MgO催化剂制备碳纳米管的产率随制备温度的升高而降低 .Fe MgO催化剂制备碳纳米管 ,在10 73K甚至更高的制备温度才能达到其最高产率 .Co MgO催化剂制备碳纳米管的产率在 973K左右产率较高 ,而用Ni MgO催化剂制备碳纳米管 ,则在 873K甚至更低的制备温度就能达到最高产率 .反应时间与碳纳米管的产率不成正比 ,有一最佳反应时间 ,如Ni MgO催化剂的最佳反应时间为 2h .     

碳纳米管列阵研究的新进展

碳纳米管的研究是近几年来低维凝聚态物理研究的国际前沿之一，定向碳纳米管列阵的制备更是物理学界、材料科学界共同关心的问题，文章介绍了利用内镶嵌纳米催化粒子的介孔二氧化硅所具有的模板效应，并结合气相化学沉积的方法成功地制备出高密度、几乎无杂质的、均匀分布的，管径一致的碳纳米管列阵这一最新进展。     

碳纳米管的生长机理、可控生长及应用探索

碳纳米管的可控制生长,及其宏观尺度结构的制备,对于碳纳米管的应用具有重要的意义,为了实现准确的生长控制,对碳纳米管生长机理的深入了解是不可缺少的前提条件.文章介绍了我们近年来在碳纳米管生长机理、可控生长及其应用方面的一些进展.通过引入^13C标记法,我们证实了化学气相沉积法中碳纳米管以析出模式生长;实时改变生长的气相成份和流量,可以在碳纳米管阵列上留下标记序列,并据此测量出其生长速率及活化能.将超顺排碳纳米管阵列的合成扩展到4英寸规模,并发展了用挥发性有机溶剂处理碳纳米管线的方法,大大提高了其强度和可操作性.处理后的碳纳米管线可以方便地用于热电子源、高电流密度冷阴极以及荧光灯等.热界面材料在IT产业中具有重要的应用背景,我们用碳纳米管阵列制备的复合材料具有极高的热导率和极低的界面热阻,同时发展了化学修饰、端部剪裁、金属集热层等新技术以制备高性能的碳纳米管热界面材料.     

单壁碳纳米管:纳米发电机和纳米马达

简要回顾了单壁碳纳米管的发现及研究现状,介绍了一种新颖的悬空单壁碳纳米管的制备方法;在此基础上,通过新的一种四电极方法,用实验证明水分子可以进入两端开口的单壁碳纳米管内,由于水分子偶极子与碳纳米管中载流子的相互产生相互耦合作用,载流子的定向运动(电流)可以使水产生定向运动(纳米马达);同时,水的运动又会使碳纳米管中的载流子产生定向运动而产生一个电动势(纳米发电机).     

多层纳米碳管膜的大面积可控制生长

文章介绍了利用化学气相沉积法在Si和石英基片上大面积生长多层碳纳米管膜的研究成果,通过调节生长参数,不仅可以获得高度取向的碳纳米纤维,还可获得不同直径,不同图案的高度取向的碳纳米管膜,取向碳纳米管膜的可控制制备,为研究碳纳米管的物理,化学性能,特别是为碳纳米管场发射平面图像显示器的应用研究,奠定了坚实的基础。     

CO2连续激光蒸发制备单壁碳纳米管及其Raman光谱的研究

讨论了在室温下用波长10.6μm的CO2连续激光制备单壁碳纳米管的工艺条件和生长机理.用大功率CO2连续激光蒸发制备单壁碳纳米管,所用激光功率400—900W,高分辨透射电镜观察表明单壁碳纳米管直径1.1—16nm,随着激光功率的增加稍微增加.本文还分别用波长为514.5nm和632.8nm激发光测量了CO2红外激光制备的单壁碳纳米管的一级和二级Raman光谱,发现在Raman特征峰的位置、强度上都存在差异.还将用CO2红外激光制备的单壁碳纳米管的Raman光谱与用YAG激光制备的单壁碳纳米管的Raman光谱进行了比较. 关键词： 单壁碳纳米管 CO2连续激光 Raman光谱     

碳纳米管制备条件探索及对亚甲基蓝的吸附性能

探索了用气相沉积法制备碳纳米管时,不同温度、催化剂浓度、反应时间对碳纳米管定向性、径向管径、表面性能的影响,结果表明,反应温度750℃、催化剂浓度5g/100mL、反应时间30min是制备碳纳米管的最佳实验条件。在最佳条件下制备碳纳米管并进行对亚甲基蓝吸附的研究,探索了吸附时间、pH、吸附浓度、温度对吸附结果的影响。     

碳纳米管的电子自旋共振研究

在直流碳弧法中,用氦气氛和气氛制备碳纳米管,在７７０℃下将阴极沉积物氧化至原重量的１％,得到纯的碳纳米管,测量不同气氛及压强下制备的碳纳米管的室温电子自旋共振说,讨论了不同惰性气氛及压强对所制备碳管的ＥＳＲ谱线型,ｇ因子,线宽的影响。     

Preparation of carbon nanosheets deposited on carbon nanotubes by microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition method

Carbon nanosheets were synthesized by microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition method on carbon nanotubes substrate which was treated by hydrogen plasma. The results showed that the diameters of carbon nanotubes first got thick and then “petal-like” carbon nanosheets were grown on the outer wall of carbon nanotubes. The diameters of carbon nanotubes without and with carbon nanosheets were 100-150 and 300-500 nm, respectively. Raman spectrum indicated the graphite structure of carbon nanotubes/carbon nanosheets. The hydrogen plasma treatment and reaction time greatly affected the growth and density of carbon nanosheets. Based on above results, carbon nanosheets/carbon nanotubes probably have important applications as cold cathode materials and electrode materials.     

单壁碳纳米管端口结构的热稳定性

利用紧束缚势分子动力学模拟方法,研究了温度在1000 K-3000 K之间单壁碳纳米管端口结构的变化趋势.计算表明,温度对整个管端口结构有重要影响,温度升高容易使理想单壁碳管端口封闭.温度在3000 K下碳管端口达到封闭,而且端口封闭导致碳管系统能量的降低.碳纳米管长度越长,端口封闭越快,且扶手型碳纳米管比锯齿型碳纳米管更容易形成端口封闭的结构.     

Transport of liquid mercury under pressure in double-walled carbon nanotubes

In this paper, transport of liquid mercury under pressure through double-walled carbon nanotubes is studied using classical molecular dynamics simulations in conjunction with a pressure control model. The results indicate that wetting of double-walled carbon nanotubes by mercury occurs above a threshold pressure of liquid mercury. Liquid mercury can be transported through the inner tube of double-walled carbon nanotubes with the continuous increase of its pressure. The threshold pressure of liquid mercury decreases and the transport efficiency increases greatly with enlarging the inner tube size. The space between the two walls of double-walled carbon nanotubes can also transport the liquid mercury while the distance between the two walls is much larger than the radius of the inner tube. Transport efficiency of double-walled carbon nanotubes is a little lower than that of single-walled carbon nanotubes while double-walled carbon nanotubes transport liquid more steadily than single-walled carbon nanotubes.     

碳纳米管的能隙特性和态密度特性

基于MATLAB语言数值模拟了碳纳米管的能隙特性和态密度特性,得出碳纳米管能隙的变化与碳纳米管的手性有关。数值模拟了碳纳米管的态密度表示,通过态密度表示与能隙对比,结果吻合的较好。结论为碳纳米管器件的制作提供参考。     

碳纳米管晶格振动模及拉曼光谱的研究进展

本文介绍了碳纳米管的结构特征和晶格振动模的理论研究 ,综述了不同方法生长的多壁碳纳米管和单壁碳纳米管拉曼光谱的研究进展。另外 ,还简单描述了单壁碳纳米管的应用前景     

Copper nanocluster diffusion in carbon nanotube

The diffusion of copper nanocluster in carbon nanotube was investigated using a classical molecular dynamics simulation and three empirical potential functions. The results indicated a growth mechanism of the copper-filled ultra-thin carbon nanotubes: the copper nanoclusters inserted into carbon nanotubes swiftly migrate along the tube axis, and then the copper nanowires grow in the ultra-thin carbon nanotubes. Periodic energy barriers in the carbon nanotubes induced the directional movement of copper nanoclusters in the carbon nanotubes. The diffusion speeds of copper nanocluster in the carbon nanotube showed the Arrherius relation.     

碳纳米管对MC尼龙6结晶行为的影响

通过甲苯二异氰酸酯(TDI)改性多壁羟基碳纳米管并用已内酰胺封端,采用单体浇铸的方法制备MC尼龙6、改性碳纳米管纳米复合材料.红外光谱(FTIR)结果证明TDI改性后碳纳米管上成功接有异氰酸酯基团.X射线衍射(XRD)结果表明,改性碳纳米管的加入没有改变MC尼龙6结晶的品型结构;而未改性碳纳米管的加入则抑制了其α2晶的...     

Measurements of work function of pristine and CuI doped carbon nanotubes

We report the results on measurements of the work function of carbon nanotubes and carbon-nanotube-based materials including pristine multi-walled and single-walled carbon nanotubes as well as single-walled carbon nanotubes intercalated by CuI with the Kelvin probe technique. We found the work function value 4.97–4.98 eV for pristine carbon nanotubes, while carbon nanotubes infilled with CuI demonstrate the work function value decreased by more than 0.1 eV (4.86–4.96 eV).     

与富勒烯C36直径(0.5nm)相等的碳纳米管及其制备

在电弧放电方法制备纳米管中,通过用碳纳米管填充阳极进行放电实验,成功地得到了小直径单层碳纳米管。同时在多层管的最内层得到了直径0.5nm的碳纳米管。这个结果表明直径小于C60（直径0.7nm）的碳纳米管是存在的。