碳纳米管纤维的连续制备及高性能化

碳纳米管纤维是一种碳纳米管的宏观聚集体,是由碳纳米管及管束组装而成的连续纱线,具有高强、高韧、高导电等特性,在结构功能一体化复合材料、纤维状能源器件、人工肌肉以及轻质导电线缆等领域具有非常广泛的应用前景。经过近二十年的发展,碳纳米管纤维材料在连续制备技术、高性能化以及应用探索等方面相继取得了突破性的研究进展。本文总结了碳纳米管纤维材料的发展历程,对比介绍了碳纳米管纤维的不同连续制备与组装技术,重点讨论了碳纳米管纤维结构与性能之间的关联规律,并对目前碳纳米管纤维的高性能化方法进行了综述。在此基础上,对碳纳米管纤维材料的发展思路以及未来的应用方向进行了展望。     

异型碳纳米管

通过引入缺陷环,直型碳纳米管可连接为不同形态的异型碳纳米管。异型碳纳米管因其在纳米电子科技领域潜在的应用而备受关注。本文综述了异型碳纳米管的合成方法,结构和稳定性的关系,其电学、力学、热学、光学性质以及相关的分子模拟方法在异型碳纳米管研究中的应用进展,并简要介绍了其在电子器件,储氢材料以及其它功能复合材料方面的应用。最后,讨论了目前研究中存在的问题并展望了该领域今后的发展趋势。     

基于碳纳米管的光伏电池

碳纳米管具有独特的一维结构和优异的光电特性,是构建光伏电池的理想材料。本文主要综述了近年来碳纳米管基光伏电池的结构设计、制备方法以及碳纳米管在器件中的不同功能应用。首先概述了碳纳米管的结构和光电特性,重点讨论了碳纳米管作为光电转换材料、导电电极和载流子传输层等功能层时器件的原理、制作方法及优缺点,介绍了碳纳米管在微型光伏电池、碳纳米管/硅异质结光伏电池、染料敏化光伏电池、钙钛矿光伏电池、有机光伏电池以及柔性光伏电池中的应用,最后总结了碳纳米管基光伏电池的优势和挑战,以期为新型碳基光伏电池的设计和制作提供思路和参考。     

碳纳米管膜电极的制备及其分析应用

本文详细介绍了碳纳米管的特性,并就碳纳米管在电分析化学中的应用情况进行了全面的综述,重点介绍了各种碳纳米管膜电极的制备及其应用。     

碳纳米管介电电泳精确及可控组装技术

碳纳米管(CNTs)具有优良的电学、热学、光学、力学性能和大的长径比,使得碳纳米管在能源存储、生物医药学、催化剂载体、水气过滤、复合材料等领域存在极大的应用价值。碳纳米管在金属电极之间的精确可控组装是实现其诸多应用的前提,介电电泳法是目前最常用且最具前景的组装方法之一。文中介绍了介电电泳法组装碳纳米管的原理,分析了介电电泳组装碳纳米管的影响因素,分别从碳纳米管的精确定位组装和数量可控组装两个方面进行了综述。     

生物分子功能化碳纳米管

利用生物分子功能化碳纳米管,使其具备生物相容性和特殊的识别功能并引入生物体系是一项极具应用潜力的研究.如何利用不同种类的生物分子功能化碳纳米管则是该领域须解决的一个关键问题.本文综述了利用生物分子酶、蛋白质、氨基酸、肽螺旋、DNA功能化碳纳米管的最新研究进展,重点介绍了碳纳米管侧壁与端口的DNA功能化以及碳纳米管的DNA填充,并对DNA功能化碳纳米管在生物传感器、电化学检测及DNA操纵碳纳米管自组装方面的应用作了阐述.     

超长碳纳米管的结构调控与制备：进展与挑战

碳纳米管由于其优异的性能和广泛的应用,在过去近三十年中引起了研究者广泛的研究兴趣。在众多不同类型的碳纳米管中,超长碳纳米管由于具有厘米级甚至分米级以上的宏观长度和相对完美的结构,展示出了优异的力学、电学、热学等多方面的优异性能,在透明显示、微电子产业、超强纤维、航空航天等领域具有广阔的应用前景。超长碳纳米管的结构控制制备是充分开发其优异性能并实现其实际应用的关键。在过去二十多年间,超长碳纳米管的研究取得了重要的进展。但同时,在结构控制与批量制备方面也面临巨大的挑战,还存在许多尚未解决的科学与技术难题,从而限制了其实际应用。本文对超长碳纳米管的生长机理、结构控制、选择性制备以及优异性能方面的进展及其背后的创新思想进行了系统的回顾;与此同时,讨论了超长碳纳米管近年来的研究进展、目前面临的挑战和未来的重点攻关方向。期望本文能为超长碳纳米管的可控合成、批量制备以及未来应用提供更多的启发和借鉴,为早日实现高质量超长碳纳米管的宏量制备和产业化起到一些推动作用。     

碳纳米管与生物分子的相互作用*

碳纳米管是一种具有特殊结构和性质的新型一维纳米材料,在生物学和临床医学上已有许多应用研究。大量研究表明,碳纳米管在药物载体、医学成像、疾病检测等方面有广泛的应用前景,碳纳米管与生物分子相互作用的具体机理和形式也成为目前研究的热门方向。本文总结了近几年来碳纳米管与氨基酸、多肽、蛋白质、酶、DNA等多种生物分子之间的相互作用,并对碳纳米管的生物学效应进行了相关综述。     

取向碳纳米管制备方法及其应用进展

碳纳米管有广阔的应用前景,但很多应用是以碳纳米管定向的取向排列为前提.本文全面介绍了制备取向碳纳米管的各种方法和研究进展,综合阐述了各种制备方法的特点,并初步讨论了制备取向生长碳纳米管各种方法的机理.最后,对取向碳纳米管的应用进行了展望,提出了碳纳米管应用的新思路.     

碳纳米管共价功能化*

碳纳米管由于其独特的结构与优异的各项性能,在许多领域具有巨大的应用潜力,已引起了广泛的关注。由于碳纳米管不溶于水和有机溶剂,极大地制约了其性能应用,因此碳纳米管的功能化就成为目前研究的热点。本文侧重于碳纳米管的共价功能化,详细讨论了碳纳米管不同位置共价功能化的研究进展。     

碳纳米管基气体传感器研究进展

碳纳米管具有灵敏度高、响应快和工作温度低等优异的气敏特性,近年来碳纳米管基气体传感器的研究成为研究热点.概述了碳纳米管基气体传感器的种类、结构特点、气敏性能和未来的发展方向,着重介绍了纯的碳纳米管包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管和碳纳米管阵列的气敏特性,以及碳纳米管的修饰或碳纳米管与高分子材料、氧化物等复合对其气敏性能的影响.     

激光辐照对二茂铁掺杂单壁碳纳米管的影响

以单壁碳纳米管和二茂铁为原料, 采用气相扩散法合成填充率较高的二茂铁掺杂单壁碳纳米管(Fc@SWNTs)的复合材料. 考察激光辐射对样品的影响, 结果表明, 当激光功率达到20 mW时, 对样品进行10 s辐照, 样品的拉曼光谱出现了稳定的新峰. 对比分析发现, 二茂铁在激光辐照后形成了碳化铁, 同时部分碳源转化成碳管形成了双层碳管. 表明碳化铁是二茂铁裂解向内层碳管转化的中间产物.     

载气对注入CVD法制备碳纳米管和碳纳米纤维的影响

采用注入化学蒸气沉积法，在石英管壁上制备得到了定向的多壁纳米碳管和纳米碳纤维．在相同的反应体系中，采用不同的载气，得到的碳材料的形态有较大不同．经SEM，TEM及Raman等证实，采用氩气和氮气作为载气时，得到了内部填充铁的碳纳米纤维，而且具有较好的类石墨晶体结构；用氢气作为载气时得到了中空的碳纳米管．通过控制氢气和惰性气体的比例，改变了碳纳米管的直径分布。     

Carbon Nanotube and Gold‐Based Materials: A Symbiosis

Carbon nanotubes constitute a novel class of nanomaterials with potential applications in many areas. The attachment of metal nanoparticles to carbon nanotubes is new way to obtain novel hybrid materials with interesting properties for various applications such as catalysts and gas sensors as well as electronic and magnetic devices. Their unique properties such as excellent electronic properties, a good chemical stability, and a large surface area make carbon nanotubes very useful as a support for gold nanoparticles in many potential applications, ranging from advanced catalytic systems through very sensitive electrochemical sensors and biosensors to highly efficient fuel cells. Here we give an overview on the recent progress in this area by exploring the various synthesis approaches and types of assemblies, in which nanotubes can be decorated with gold nanoparticles and explore the diverse applications of the resulting composites.     

基于碳纳米管的超级电容器研究进展

综述了基于碳纳米管及其复合材料作超级电容器的电极材料的研究现状,通过对碳纳米管的改性或与其它材料复合,能有效地提高电容器的电容特性。总结了近几年来在开发超级电容器电极材料领域中对碳纳米管的活化和提高碳纳米管的分散性技术、碳纳米管与过渡金属氧化物复合材料、碳纳米管与导电聚合物复合材料以及碳纳米管与石墨烯复合材料研究的进展。     

碳纳米管微结构的改变对其容量性能的影响

以KOH为活性剂，通过在高温下将碳纳米管进行活化处理来实现对碳纳米管管壁结构的改变，得到了比表面积和孔容分别是活化处理前约3倍和1.5倍的活性碳纳米管.将活化处理前后两种碳纳米管分别制作成电化学超级电容器电极，在充满氩气的无水手套箱组装成模拟电化学超级电容器，在恒流充放电模式下进行电化学可逆容量的测试，发现活性碳纳米管的电化学容量远高于活化前碳纳米管，是它的2倍.从而发现碳纳米管被打断，管壁变粗糙的活性碳纳米管比一般碳纳米管更适合用于电化学超级电容器电极材料.     

Polyolefin,olefin copolymers and polyolefin polyblend nanocomposites

This paper reviews recent studies done in academia or industrial laboratories on polymer nanocomposites based on various type of polyolefins like homopolymers, copolymers and polyblends reinforced with various mineral (montmorillonite, bentonite, closite, laponite, layered double hydroxide, etc.) carbon based (graphite, carbon nanotubes, carbon nanofibers, exfoliated graphite, graphene, carbon black, etc.) nanofillers. The review covers their preparation, their mechanical, thermal, flammability, gas barrier capability, electrical, dielectrical, antibacterial characteristics and their potential applications like low weight structural materials, part of optical devices, thermal interface materials, electric and electromagnetic components, absorption, antibacterial materials, etc.     

Pillared graphene as a gas separation membrane

Graphene and carbon nanotubes are considered as future materials in various fields, including adsorption, accumulation and separation processes, and so are hybrid materials combining their properties. This paper reports our study on separative abilities of 3-D network structures consisting of graphene planes pillared with nanotube fragments. Results of molecular dynamics simulations confirm that such materials can be successfully applied as membranes in relation to noble gas mixtures. A simple explanation of the mechanism underlying the process is proposed.     

碳纳米管及碳纤维增强环氧树脂复合材料研究进展

碳纳米管与碳纤维具有优异的力学、电学等性能,广泛用做复合材料增强体,但目前碳纳米管/碳纤维/环氧树脂复合材料的研究具有一定的局限性,只考虑了两相材料间的作用,即仅对单一相进行处理而忽略了另一相的改性。本文从碳纳米管/碳纤维协同增强环氧树脂基体复合材料的思路入手,结合自己的研究成果,综述了国内外相关研究进展。从研究结果可以看出,将三相材料之间完全有效地联系起来,发挥三者间的协同效应,复合材料的性能可以发生质的飞跃。     

碳纳米管的活化处理及对其电化学容量影响的研究

采用KOH为活性剂，对碳纳米管进行活化处理，经透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜从不同角度观察，发现得到了两端开口，管长较短，管壁粗糙的活性碳纳米管．用氮气自动吸附仪测试了活化前后两种碳纳米管的比表面积，发现活性碳纳米管具有比活化前碳纳米管更高的有效比表面积，将这两种碳纳米管分别作为电极材料应用于电化学超级电容器，经测试，发现活化后的碳纳米管的电化学容量大大提高，在有机电解液中达到了50F／g．