自偏压作用下纳米碳管的定向生长

以玻璃为基板材料, 在550 ℃的低温条件下利用微波等离子体化学气相沉积法合成了定向纳米碳管.结果表明, 在利用微波等离子体化学气相沉积法合成纳米碳管时, 因等离子体作用存在于基板表面的自偏压对纳米碳管的定向生长起着非常重要的作用.自偏压的作用总是使纳米碳管的生长垂直于基板表面.     

过渡金属氧化物和金属负载型沸石催化剂上合成 纳米碳管及其表征

采用气相催化沉积法催化合成纳米碳管,比较了不同金属氧化物和金属负载型沸石催化剂以及不同分子筛载体对合成纳米碳管的影响,并用TEM,XRD表征其形貌和结晶度,用DTA-TG考察了纳米碳管的热和稳定性。实验结果表明纳米碳管的形成除了与金属种类有关外,还直接与催化剂的颗粒大小和分散状态有关。粒径在20nm左右的不规则形状的纳米粒子是形成纳米碳管的活性组分,非负载和负载型的催化剂均表明活性组分的粒径与纳米碳管的管径有一定的对应关系。化学提纯后能得到高纯度的纳米碳管;其管壁具有较好的石墨化结构,在空气中的热稳定性大于400℃,而在氮气中能维持到1200℃以上。     

减压化学气相沉积法制备规则螺旋状纳米碳管

以硅胶负载的Co纳米颗粒为催化剂,在低流量的减压体系中通过化学气相沉积法制备了规则螺旋状的纳米碳管.通过TEM和HRTEM研究了螺旋碳管的形貌、尺度分布以及管身、曲面和节点处的晶型;讨论了催化剂制备中pH值对催化剂的尺寸、规则程度和存在形态以致对螺旋碳管产量、管径厚度以及螺旋管的相对比例的影响;此外,还分析了反应压力对碳管生长的影响.     

含钴介孔分子筛催化热解乙醇制备纳米碳管

以CTAB为模板剂,硅酸钠、氯化钴为原料,通过水热法合成含钴介孔分子筛(Co-MCM-41)。以所合成的Co-MCM-41做催化剂,采用化学气相沉积(CVD)法催化热解乙醇制备纳米碳管。通过XRD、FT-IR、TEM、N2吸附-脱附和Raman光谱等分析手段对所合成的介孔分子筛和纳米碳管进行了表征。结果表明:合成的Co-MCM-41样品具有MCM-41的介孔结构,比表面积较大且介孔有序性较好。以所合成的含钴介孔分子筛催化热解乙醇制备出管径均匀、管壁较厚、顶端开口的多壁纳米碳管。     

玻璃基片上纳米碳管电极的集成

利用微波等离子体化学气相沉积法在玻璃孔穴中定位生长纳米碳管电极, 分析了负偏压对纳米碳管电极生长的影响. 该电极对铜离子的电化学检测性能分析结果表明, 所制备的纳米碳管电极具有良好的电化学检测性能, 位于－0.0100 V附近的铜离子的还原峰峰形良好, 其电流在铜离子浓度为0.01~0.30 mmol•L^-1时, 与Cu²⁺浓度呈良好的线性关系, 相关系数为0.9975, 且具有较好的长期稳定性和重现性.     

氮掺杂多壁纳米碳管的合成和定量表征

 采用化学气相沉积法制备了 N 掺杂多壁纳米碳管, 并运用透射电子显微镜、N2 物理吸附、热重-差示扫描量热、程序升温氧化和 X 射线光电子能谱等手段对样品进行了表征. 结果表明, 纯化处理的纳米碳管表面 N 含量为 4.2%, 其中包括吡啶、己内酰胺、氧化吡啶、吡啶酮和吡咯等含氮官能团. 研究了各种含氮官能团燃烧的动力学行为. N 原子掺杂进入碳管的石墨结构中, 提高了表面碱性, 有可能用于催化与能源转化领域. 另外, 本文提供了一种可用于场发射器件的杯状闭合结构纳米碳合成方法.     

碳包覆纳米金属颗粒的合成研究进展

碳包覆纳米金属颗粒是继富勒烯和碳纳米管之后的又一新型纳米碳材料,在许多领域具有广泛应用前景。本文综述了碳包覆纳米金属颗粒的合成方法,包括：电弧放电法、化学气相沉积法、热解法、液相浸渍炭化法和炭凝胶爆炸法等,简述了形成机理,总结了各自的优缺点,并指出将来的发展方向。     

直流电弧等离子体热解甲烷制备纳米碳管

将直流电弧等离子体技术用于甲烷热解制备纳米碳管的过程，并用TEM、ICP-CAS、TGA对所得固相产物进行了分析表征。结果表明，纳米碳管生长在铁质反应器壁面上，直径在20 nm～50 nm之间，具有多种形态，形态较为奇特的有螺旋状纳米碳管和放射状纳米碳管。该方法的特点是可同时副产大量氢气，实现了甲烷裂解制氢与合成纳米碳管两个过程的耦合。     

高分子保护沉淀法制备超细纳米氧化镁

纳米氧化镁具有不同于本体材料的光、电、磁、化学特性,特别是超细纳米氧化镁由于其颗粒直径小、比表面积大,具有高纯度、高硬度和高熔点,高的反应活性,强吸附性,良好的低温烧结性,高电阻率等优良性质,可用于高绝缘材料,高质量的陶瓷材料,高性能阻燃纤维,环境保护的吸附剂、负载型甲醇和低碳醇合成的催化剂载体等领域,是一种有广泛应用价值的新型无机材料[1￣5]。已见报道的纳米氧化镁的制备方法有电子束蒸发法[6]、化学气相沉积法[7]、金属醇盐水解法,化学沉淀法[8,9],固相法[10],燃烧法[11],溶胶-凝胶法[12,13]等,然而由于氧化镁容易发生…     

改进型溶胶-凝胶法制备粒径可调高染料吸附量TiO2微球及其在染敏电池光散射层中的应用

利用改进型的溶胶-凝胶法,制得了由锐钛矿相纳米颗粒组成的TiO2多孔微纳小球。通过调节前驱物浓度,合成出粒径可控的尺寸分别为100,175,225,475 nm的TiO2微纳小球,并通过电泳沉积法将合成出的小球作为光散射层引入到染料敏化太阳电池(DSSC)中。由于这种微纳小球在具备良好的光散射性能的同时也具备较高的染料吸附量,因此相较于基于纳米颗粒的单层结构的DSSC拥有更高的光电转换效率。通过比较分析,粒径尺寸为475 nm的微球作为光散射层的DSSC光电转换效率可以达到6.3%,较之于基于纳米颗粒的DSSC提高了30%。     

镍基板上低温合成定向纳米碳管

纳米碳管具有非常优异的场发射效应 ,亮度高、均匀且稳定的纳米碳管场效应发射器 ,例如平板显示器、阴极射线管以及信号灯等有着非常广阔的应用前景 [1] .由于纳米碳管的场发射效应与纳米碳管的方向性有关[2 ] ,因此定向纳米碳管的制备及其场发射性能研究是当前的一个研究热点     

Low-temperature growth of single-walled carbon nanotubes by water plasma chemical vapor deposition

Preferential growth of pure single-walled carbon nanotubes (SWNTs) over multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) was demonstrated at low temperature by water plasma chemical vapor deposition. Water plasma lowered the growth temperature down to 450 degrees C, and the grown nanotubes were single-walled without carbonaceous impurities and MWNTs. The preferential growth of pure SWNTs over MWNTs was proven with micro-Raman spectroscopy, high-resolution transmission electron microscopy, and electrical characterization of the grown nanotube networks.     

Dendrimer-assisted low-temperature growth of carbon nanotubes by plasma-enhanced chemical vapor deposition

Using a shielded growth approach and N2-annealed, nearly monodispersed Fe2O3 nanoparticles synthesized by interdendritic stabilization of Fe3+ species within fourth-generation poly(amidoamine) dendrimers, carbon nanotubes and nanofibers were successfully grown at low substrate temperatures (200-400 degrees C) by microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition.     

Low-temperature normal-pressure CVD of carbon nanotubes from CO + H2 gas mixture: Thermodynamic analysis and experimental observation

It has been shown that the deposition of carbon nanotubes from CO could take place at very low temperatures by adding hydrogen to the gas mixture. Adding hydrogen significantly changes the nature of the chemical vapor deposition process. It has been demonstrated that at a certain ratio CO : H₂ this gas mixture on the one hand could be used for the deposition of carbon structures at low temperatures and on the other hand for the etching of carbon structures at high temperatures. Thus, the same gas mixture can be both a source of carbon and its etchant depending on temperature. We have also demonstrated that carbon nanotubes of good quality without impurities of amorphous carbon, soot or graphite can be formed from the gas mixture of CO + H₂ at low temperatures.     

氧化铝模板上定向纳米碳管的快速生长及超声切短

在阳极氧化铝（AAO）模板上电沉积催化剂,快速生长了定向纳米碳管,纳米碳管以顶部生长模式生长.采用了超声的方法来切短露头于AAO模板的纳米碳管,增加纳米碳管膜的定向性.结果显示随着超声时间的增加,纳米碳管的定向性增加.位于纳米碳管膜顶部的催化剂在碳管切短的同时被去除,得到了顶部开口的纳米碳管.解释了纳米碳管被超声切短的机理.     

纳米碳管电极的制备与电化学检测性能研究

纳米碳管由于其独特的物理和化学性能及广阔的应用前景而备受关注,其相关研究涉及到众多领域[1￣3]。在电化学分析领域,与其它碳电极材料相比,纳米碳管电极具有较大的电极表面积和较高的电子传递速率,其使用能增大响应电流、降低检出限,是目前电化学分析电极中一个十分引人注目     

Selective growth of SWNTs on partially reduced monometallic cobalt catalyst

SiO(2) supported cobalt (Co) catalyst could be partially reduced and anchored by unreduced Co ions during a carbon monoxide (CO) chemical vapor deposition (CVD) process. This resulted in the formation of sub-nanometre metallic Co clusters catalyzing the growth of single-walled carbon nanotubes (SWNTs) with a narrow diameter distribution.     

Methane chemical vapor deposition on transition metal/GaAs samples – a possible route to Haeckelite carbon nanotubes?

We present a systematic study of atmospheric chemical vapor deposition growth of carbon nanotubes (CNTs) on patterned, transition metal/GaAs samples employing methane as the carbon feedstock. Controlled CNT growth was found to occur from the exposed metal‐semiconductor interface, rather than from the metal or semiconductor surfaces themselves. A fast sample loading system allowed for a minimization of the exposure to high temperatures, thereby preventing excessive sample damage. The optimum growth temperature for CrNi/GaAs interfaces is 700 °C (at a methane flow rate of 700 sccm). Possible growth scenarios involving the Ni–As–Ga system and its interaction with C is discussed. Raman spectroscopy of the CNTs revealed the presence of pentagon–heptagon defects. Closer analysis of the spectra points towards a mixture of so‐called Haeckelite CNTs. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.