用浮动催化裂解法制取单壁碳纳米管

为寻找一种可以批量制备高质量、高产率单壁碳纳米管的方法 ,对浮动催化裂解碳氢化合物法制取单壁碳纳米管进行了研究。实验采用苯为碳源 ,二茂铁为催化剂 ,氢气为载气 ,噻吩为添加剂。采用扫描电镜、透射电镜、高分辨透射电镜以及拉曼谱等方法对产物进行检测与评估 ,分析了参数对产物的影响。结果表明 ,裂解温度越高 ,越有利于单壁碳纳米管的生长 ;发现通过碳源和直接通入反应室的 H2 流量比为 1:2时 ,较利于单壁碳纳米管的生长。浮动催化裂解法制备出来的单壁碳纳米管直径约为 1nm,直径分布较均匀 ,并且可以半连续、低成本地生产     

螺旋形碳纳米管

用含铈的催化剂（Ce/Fe,Ce/Co和Ce/Ni)催化裂解CH4合成了螺旋形碳纳米管，而用不含铈的催化剂（Mg/Fe,Mg/Co和Mg/Ni)制备的碳纳米管没有出现螺旋形。结果表明，催化剂中的Ce对螺旋形碳纳米管的生成起了重要作用。     

高亮度碳纳米管背光源的制备及特性研究

利用酸化及球磨工艺对碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)进行表面改性及分散处理,通过丝网印刷技术制备碳纳米管阴极并真空封装碳纳米管背光源原型器件.透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)分析表明,酸化及球磨处理后的碳纳米管表面产生管壁缺陷并分散均匀,有利于改善碳纳米管场发射性能.通过器件性能测试,亮度高达到5 000 cd·m-2,稳定发射35 h,发射电流无明显衰减.     

浮动催化裂解法制备碳纳米管的副产物

研究了浮动催化裂解法制备碳纳米管过程中所生成的副产物(碳纳米球、Y型连接碳纳米管和碳纳米管薄膜)的形态及成因,使用透射电子显微镜(TEM)及Raman光谱对产物进行了检测。结果表明,碳纳米球在石墨化后进一步转化为晶化程度较好的纳米晶球;Y型连接碳纳米管及碳纳米管薄膜的产生是由浮动催化法自身特点所决定的;通过控制工艺参数可以实现这些副产物的半连续制备。     

硫对浮动催化法制备碳纳米管的影响

为了解浮动催化裂解工艺制备碳纳米管中硫元素对产物形态的影响规律 ,采用透射电子显微镜 (TEM)对产物进行了观察分析 ,结果表明过高或过低的硫含量都不能得到理想的碳纳米管。对碳管端部的催化剂颗粒进行了成分分析 ,并通过热力学和动力学分析 ,认为硫元素不是通过液化铁颗粒起催化活化的作用 ,而是由于硫原子吸附在铁颗粒的表面 ,部分地覆盖了铁颗粒 ,使碳氢分子的吸附和碳纳米管的析出能够连续地进行 ,从而起到催化活化的作用     

多壁碳纳米管与镍纳米颗粒复合物的制备及研究

利用电化学方法制备了多壁碳纳米管与镍纳米颗粒复合物(MWCNTs/Ni).研究了其形貌及对糖类的氧化催化性能.与同样条件制备的镍玻璃碳(GC/Ni)电极比较发现,MWCNTs/Ni具有更好的电化学催化性能,对葡萄糖、蔗糖具有更高的检出灵敏度.     

纳米材料与碳纳米管

早在1959年,著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者理查德·费曼曾说:“如果有一天可以按人的意志安排一个原子,将会产生怎样的奇迹?”30年后,1990年7月,第一届国际纳米科技会议在美国巴尔的摩召开。一门新的学科——纳米科技,经过20多年的曲折道路,终于诞生了。费曼的美妙设想正逐步成为现实。纳米(n m)又称毫微米,是一种长度单位。1纳米等于10-9米(10亿分之一1米)。纳米科技是指在0.1～100纳米范围内对物质和生命进行研究和应用的科学技术。这是一种在微观条件下运作的新科技,它使人类认识和改造物质世界的手段和能力直接延伸到分子和原子,直接利用     

掺氮碳纳米管阵列的制备及其场发射特性

使用结构简单的单温炉设备,以二茂铁为碳源与催化剂,三聚氰胺为氮源在硅基底制备出了碳纳米管阵列。所得的碳纳米管为多壁结构,单根碳纳米管的平均直径为50nm,长度为15μm,有着很好的定向性。透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子谱(XPS)分析表明所得的碳纳米管是氮掺杂的。利用场发射显微镜研究了掺氮碳纳米管阵列的平面场发射特性,相应的开启场强为1.60V/μm,场发射图像表明了其有较高的场发射点密度。     

碳纳米管的催化合成、结构表征及应用研究

概述近10年来国内外在碳纳米管催化合成及其应用研究领域的发展动态,着重介绍本研究组在管径小而均匀碳纳米管的催化合成、结构性能表征、及其在作为新型催化剂载体材料及储氢等应用领域的研究进展。     

碳纳米管的催化热裂解法制备与表征

以纳米级NiO／SiO2气凝胶为催化剂，以H2为栽气和还原气，在适当的温度下，裂解甲烷等碳氢气体，得到了管径均匀、长度与直径比为100—1000的碳纳米管。同时用透射电子显微镜(TEM)对催化剂和碳纳米管进行了表征。     

Synthesis of single-walled carbon nanotubes by the vertical floating catalyst method

The vertical floating catalyst method is first used to produce single-walled carbon nanotubes (SWNTs) continuously on a large scale by a newly developed technique and pyrolysis of n-hexane. Diameter distributions, microstructure and purity of the SWNTs film, rope and web are measured by Raman spectroscopy and electron microscope. The results show that SWNTs product has a high degree of orientation, a wide distribution of diameters (0.7–2.0 nm) and high purity of >80%.     

碳纳米管复合材料的研究应用现状与展望

综述了碳纳米管复合材料的制备基础及制备方法，碳纳米管复合材料物理、力学性能及其应用，并对碳纳米管复合材料未来的进行了展望。     

Electrochemical hydrogen storage of aligned multiwalled carbon nanotubes

Hydrogen storage of aligned multi-walled carbon nanotubes (a-MWNTs),non-aligned MWNTs(n-MWNTs) and graphite electrodes are studied by the electro-chemical measurements .The electrodes are prepared by mixing carbon nanotubes (CNTs) copper powder and ptfe binder in a weight ratio of 1:5:3 and compressing the mixture into porous nickel collector,The results show that the electrochemical hydrogen storage capacity of the a-MWNT electrode is up to 1625 mAh/g corresponding to a high hydrogen storage of 5.7 wt% ,which is 10 times that of graphite electrode and is 13 times that of n-MWNT electrode, suggesting that a-MWNTs are promising materials for electrochemical hydrogen storage.     

碳纳米管的合成与制备

金属纳米颗粒和碳纳米管是两种重要的纳米材料,要实现碳纳米管的大批量制备,必须首先解决催化剂连续投放问题和催化剂与产物及时导出的问题.通过特殊的反应装置和工艺可以实现碳纳米管的连续制备,从而达到低成本大批量制备碳纳米管的目的.本文采用一个简单的方法合成了铁钴(Fe/Co)纳米颗粒,并采用化学气相沉积法实现了碳纳米管的批量合成,纳米颗粒的尺寸分布均匀,碳纳米管管径均匀、高纯度、结构完美.合成的碳纳米管机械强度高,同时还有独特的金属或半导体导电性.     

碳纳米管场发射显示屏栅极工艺的研究

利用优质云母板作为栅极结构基底材料，结合简单的丝网印刷工艺将导电银浆制作成条状栅极，制作了新型的栅极结构；采用高温分解方法制备了碳纳米管薄膜阴极，制作了三极结构碳纳米管阴极平板显示屏样品。该样品具有良好的场致发射特性以及栅极控制能力。利用这种新型的栅极结构，能够克服整体器件高温封装所带来的技术困难，避免碳纳米管阴极和阳极荧光粉的损伤，实现了稳定可靠的高温封装，具备了制作大面积场致发射器件的潜力。     

三种缺陷碳纳米管储氢性能分子动力学模拟研究

采用分子动力学（MD）方法对3种含有缺陷的椅式（5,5）、椅式（6,6）和齿式（10,0）碳纳米管储氢能力进行了模拟研究,考查了缺陷大小、缺陷位置、碳纳米管直径和螺旋性以及温度对碳纳米管储氢性能的影响．模拟结果表明;碳纳米管在80K时的储氢能力明显高于298K时的储氢能力;在相同条件下,直径较大的碳纳米管储氢性能优于直径较小的;当碳纳米管上的缺陷孔较小时,碳纳米管在室温下即可达到较高的储氢量,且缺陷位于碳纳米管端部时的储氢量大于缺陷位于管壁时的储氢量,而碳纳米管的螺旋性对储氢量影响较小;当缺陷孔的尺寸变大时,碳纳米管的储氢量明显下降,与此同时,碳纳米管的螺旋性对碳纳米管储氢量的影响趋于明显,而缺陷所在位置对储氢量的影响则相应减弱．     

功能化多壁碳纳米管增强涂层用于金属保护

通过多巴胺自发氧化聚合形成包裹的多壁碳纳米管（PDA@FMWCNT）.利用聚多巴胺（PDA）的易附着能力,在铜（Cu）表面构造了基于PDA@FMWCNT的复合材料薄膜.利用拉曼（Raman）光谱、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子光谱（XPS）和扫描电子显微镜（SEM）对复合材料的结构进行了表征.利用电动位极化和电化学阻抗谱（EIS）法评价了PDA@FMWCNT在盐溶液中对金属的腐蚀保护性能.结果表明,PDA@FMWCNT复合涂层具有良好的防腐蚀性,并详细描述了其保护机理.     

Hydrogen storage of multiwalled carbon nanotubes coated with Pd-Ni nanoparticles under moderate conditions

A type of novel material with a high hy-drogen storage capacity was prepared by supporting PdNi18 alloy nanoparticles,which were synthesized by using a new colloid method,on the surface of pretreated multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs). The average PdNi18 alloy particle sizes calculated from XRD patterns were ca. 3 nm,and the high dis-persion of these particles on MWCNTs was con-firmed by TEM image. Hydrogen storage perform-ance of the composite was investigated under mod-erate pressure (0.1―1.5 MPa) at room temperature,and a maximum storage capacity of ca. 2.3 wt% was achieved under 1.5 MPa at room temperature,which was much higher than that reported previously under the same conditions.