C60的发现和Fullerene化学——1996年诺贝尔化学奖简介

本文简单介绍了１９９６诺贝化学奖获得者，以及他们发现Ｃ６０和十多年以来Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ领域的研究概况。     

裂解酞菁铁和乙烯制备取向碳纳米管阵列

采用热化学气相沉积(TCVD)法裂解酞菁铁(FePc)和乙烯(C2H4)制备出高210 μm的取向碳纳米管阵列(ACNTA). 用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)对制备的样品进行了表征, 系统研究了反应温度、反应时间、C2H4流量对ACNTA生长的影响. 结果表明, 样品具有高取向性且纯度高. 800 ℃是裂解FePc和C2H4制备ACNTA的最优温度, 催化剂的活性可以保持较长时间(60 min), 通入C2H4促进了ACNTA的快速生长, 最适合流量为50 cm3/min.     

提高大分子Fullerene含量的有效方法

通过用掺有异相物质的石墨电极进行电弧反应，所得的混合物中大分子Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ的含量在１０％以上，为进一步分离，提纯以及深入研究大分子Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ打下了基础。研究发现，阳极材料中完整石墨结构的存在是生成Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ的必要条件，异相物质的存在为Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ的生长提供了热的载体，从而使产物中大分子Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ的含量增加。     

还原氧化石墨烯修饰Bi2WO6提高其在可见光下的光催化性能

通过两步水热法合成了一种新型的还原氧化石墨烯(RGO)修饰的Bi₂WO₆(Bi₂WO₆-RGO), 结果表明其在可见光下的光催化性能得到了显著的提高. 研究了RGO在Bi₂WO₆-RGO中的含量对其光催化性能的影响, 从而确定出RGO相对于Bi₂WO₆的最佳掺杂质量比值为1%. 通过扫描电镜(SEM)研究发现, RGO并没有改变Bi₂WO₆光催化剂的结构和形貌. Bi₂WO₆-RGO在可见光下的光催化性能得以提高可以归功于RGO. 其可能的机理是石墨烯的存在有利于光生载流子(激子)的分离, 从而导致产生更多的O₂^·-用于有机染料污染物(如罗丹明B (RhB))的降解. RhB分子在石墨烯上的有效吸附可能也是导致Bi₂WO₆-RGO光催化性能提高的另一原因.     

单壁碳纳米管自还原法制备负载Pt催化剂及其催化性能

金属Pt是良好的催化加氢、脱氢催化剂, 利用单壁碳纳米管(SWNTs)自身的还原性, 将K2PtCl6溶液中的Pt直接还原并负载在SWNTs表面上, 制备了具有良好催化性能的SWNTs/Pt负载型催化剂. 通过TEM, XPS和TG对材料进行了表征, 研究了K2PtCl6浓度及溶剂对Pt负载量、粒径的影响, 并测试了SWNTs/Pt的催化性能. 实验结果表明, SWNTs负载的Pt颗粒小, 分散均匀, 负载量高, 与SWNTs结合紧密, 催化性能好, 是催化加氢和脱氢反应的良好催化剂.     

Vertical assembly of carbon nanotubes for via interconnects

The via interconnects are key components in ultra-large scale integrated circuits(ULSI).This paper deals with a new method to create single-walled carbon nanotubes(SWNTs) via interconnects using alternating dielectrophoresis(DEP).Carbon nanotubes are vertically assembled in the microscale via-holes successfully at room temperature under ambient condition.The electrical evaluation of the SWNT vias reveals that our DEP assembly technique is highly reliable and the success rate of assembly can be as high as 90%.We also propose and test possible approaches to reducing the contact resistance between CNT vias and metal electrodes.     

Controlling growth of aligned carbon nanotubes from porous silicon templates

Fabricating well-aligned carbon nanotubes, especially, on a silicon substrate is very important for their applications. In this paper, an aligned carbon nanotube array has been prepared by pyrolysis of hydrocarbons catalyzed by nickel nanoparticles embedded in porous silicon (PS) templates. High-magnification transmission electron microscopy images confirm that the nanotubes are well graphitized. The PS substrates with pore sizes between 10 and 100 nm play a control role on the growth of carbon nanotubes and the diameters of the tubes increase with the enlargement of the pores of the substrates. However, such a control role cannot be found in the macro-PS substrates.     

单层碳纳米管的化学修饰

单层碳纳米管 (SWNT)是 Iijima博士 [1]于 1 993年首次发现的 .它具有非常独特的物理和化学性质 ,因而成为近年来研究的热点问题 .随着单层碳纳米管的合成技术和纯化研究的不断完善 [2～ 5] ,关于它的研究方向开始转向化学反应和应用研究 .由于单层碳纳米管不溶于水或有机溶剂而限制了对其化学性质的研究 .单层碳纳米管的端头是由碳的五元环和六元环组成的半球形 .氧化作用可将该端头打开并转化为羧基 ,从而与其它的化学试剂发生反应 .Liu Jie等 [6] 用浓硫酸和浓硝酸的混合物氧化单层碳纳米管 ,将之裁剪成 1 50～ 80 0 nm的“短管”.在…     

二茂铁填充的双壁碳纳米管的合成与红外光谱表征

通过气相法将二茂铁填充到双壁碳纳米管的纳米空腔内部, 制备了一种新型纳米杂化材料——二茂铁-双壁碳纳米管. 对这种纳米材料进行了高分辨透射电子显微镜结构分析与傅立叶变换红外光谱表征. 红外光谱研究结果表明, 碳纳米管管壁与内部二茂铁之间存在强的电子相互作用,并伴有电子转移.     

豆荚型纳米材料C60@SWNTs的制备和表征

通过气相扩散的方法将C60填入单壁碳纳米管（SWNTs）,制备了豆荚型纳米材料C60@SWNTs,并利用高分辨电子显微镜（HRTEM）和拉曼光谱（Raman spectra）对其进行了表征.结果均证明C60以较高的比例填充入单壁碳纳米管中.HRTEM结果表明,填入单壁碳纳米管的C60之间的距离与面心立方C60晶体中C60之间的距离有细微的差别,说明C60分子与SWNTs间存在弱的范德华相互作用.此外,还观察到在电子束的照射下,C60在SWNT中两两聚合的现象.