碳纳米管在室温熔盐中的电容特性

研究了碳纳米管在室温熔盐二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂(LiTFSI)-乙酰胺中的电容特性. 将碳纳米管制成薄膜电极, 以LiTFSI-乙酰胺为电解液, 装配成模拟电容器, 用循环伏安和恒流充放电法研究其电化学性能. 结果表明, 碳纳米管在室温熔盐中表现出典型的电容特性, 其比电容为22 F•g^-1, 模拟电容器的工作电压可达2.0 V, 具有非常好的循环性能, 循环充放电1000次后容量损失仅10%, 表明室温熔盐是超级电容器非常有前景的新型电解液.     

碳纳米管的纯化

目前制备碳纳米管的方法很多，然而这些方法所制得的产物中除碳纳米管外常常还含有无定形碳、碳纳米粒子及催化剂颗粒等杂质，这些杂质的存在直接影响到碳纳米管的性能测试及其应用研究，因此碳纳米管的纯化研究十分必要与重要。而不同制备方法所得碳纳米管的性质以及所引入的杂质都不相同，这就增加了碳纳米管纯化研究的难度。本文结合该领域研究前沿对碳纳米管的纯化机理及方法做了系统的介绍。     

曲克芦丁在羧基化单壁碳纳米管修饰电极上的电化学氧化

研制了羧基化单壁碳纳米管修饰玻碳电极( SWCNTs - COOH/GCE).用交流阻抗谱法(EIS)和扫描电镜( SEM)研究了电极膜性能,应用循环伏安法(CV)考察了曲克芦丁在修饰电极上的电化学行为.结果表明,SWCNTs - COOH修饰电极对曲克芦丁的氧化有良好的电催化活性,其氧化反应为单电子单质子过程,结合恒...     

氧化多壁碳纳米管对Pb2+的吸附性能研究

该文研究了氧化多壁碳纳米管(o-MWNTs)对Pb2+的吸附性能,考察了平衡时间、溶液pH值、溶液体积等因素对吸附行为的影响。在静态吸附条件下:Pb2+能大量并快速地被o-MWNTs吸附,45 min内即可达到吸附平衡,而活性炭(ACs)的吸附平衡时间为90 min。溶液pH值在1.0~7.0范围对吸附量有显著影响,在pH5.0~6.0时o-MWNTs对Pb2+的静态吸附容量为17.43 mg.g-1。o-MWNTs对铅离子的吸附量随着溶液体积的增加而增加,并逐渐趋于稳定,最大吸附量可达25 mg.g-1。在动态吸附实验中,30 mg.L-1的铅离子溶液在SPE小柱的穿透体积为235 mL,溶液体积为400 mL时可完全穿透。动态吸附实验表明,o-MWNTs对铅离子具有较大的吸附容量且萃取回收率高达94%。研究表明,氧化碳纳米管装填的固相萃取小柱可用于中药提取物中Pb2+的残留分析。     

高纯度可溶性单壁碳纳米管的吸收光谱

经过K₂S₂O₈的稀硫酸溶液氧化处理的粗制单壁碳纳米管样品, 在水、DMF 和乙醇等极性溶剂中具有非常好的溶解性. 通过在DMF介质中多次进行超声波分散和高速离心分离, 成功地获得了高纯度可溶性的单壁碳纳米管. UV-vis-NIR吸收光谱研究表明, 这种高纯度可溶性的单壁碳纳米管呈现出更多的吸收特征和更高的吸收强度. 进一步的研究表明, 单壁碳纳米管的纯度达到了“参比样品”的160%, 其单根分散度达到5%以上.     

程序升温氧化法测定碳纳米管的纯度

利用不同形态碳有不同氧化温度的特性，采用程序升温氧化法，以铂电阻丝热导池为检测器，以纯氧为载气和反应气，通过对碳纳米管(CNTs)与其中夹杂的其它形态碳氧化后生成的二氧化碳气体谱图的测量，达到对CNTs纯度进行定量分析的目的。在氧化升温速度为10℃／min，氧气流量30mL／min～35mL/min的实验条件下，测定用催化裂解法制备的多壁碳纳米管(MWNTs)和单壁碳纳米管(SWNTs)的纯度(纯化后纯度)分别为98．81％和79．47％。     

MgCl2在LiCl-KCl熔盐中的电化学特性

研究了温度范围在723-908 K的LiCl-KCl 熔盐体系中MgCl₂的电化学行为和热力学性质. 循环伏安和方波伏安法研究表明镁离子的电化学还原过程为包含了两个电子转移的一步反应. 利用Berzins 和Delahay 方程计算了不同温度下的镁离子的扩散系数, 并通过Arrhenius 公式计算了镁离子在LiCl-KCl 熔盐体系中的扩散活化能. 采用开路计时电位法得到了不同温度下的Mg(II)/Mg(0)体系的平衡电位, 并结合电动势法计算了在LiCl-KCl 熔盐体系中Mg(II)/Mg(0)体系的标准形式电位. 根据不同温度下的标准形式电位, 计算得到了MgCl₂在LiCl-KCl 熔盐体系中的熵变和焓变以及不同温度下的活度系数.     

碳纳米管的纯化──电化学氧化法

用电化学氧化法对碳纳米管进行纯化,从稳态极化曲线出发,对反应的可行性进行了分析,考察了支持电解质、电流密度、时间等因素对反应的影响,确定了最佳实验条件,同时对纯化机理进行了解释.     

甲烷部分氧化气氛制备碳纳米管

碳纳米管是由碳六元环构成的类石墨平面卷曲而成的纳米级中空管,其中每个碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子发生完全键合,管的直径在几个纳米到几十个纳米之间,而轴向长度却可达几十微米甚至更长,故被称为准一维分子纳米材料.由于这种特殊结构,碳纳米管具有许多奇异的物理化学性能,如独特的导电性、极高的机械强度、润滑性和吸附能力等.自发现碳纳米管以来[1],人们开展了多种方法进行制备研究,如电弧放电(Arcdischarge)[2]、激光烧蚀(Laserablation)[3]、碳氢化合物催化分解(Catalyticdecompositionofhydrocarbons)[4]和化学气相沉积(Chem…     

3种酸氧化法制备的功能化多壁碳纳米管中含氧官能团含量的比较

通过定量测定碳纳米管表面含氧官能团对其功能化程度进行了评估.采用3种方法制备了酸氧化多壁碳纳米管(c-MWNTs),并对比了其分散稳定性,通过扫描电镜(SEM)和红外光谱法(FTIR)对其进行定性表征,分别用NaHCO3,Na2CO,及NaOH选择性地与c-MWNTs表面不同的酸性位点发生反应,利用酸碱滴定法定量测定其...     

FLiNaK熔盐中微量氧的测定

FLiNaK熔盐作为一种比较成熟的高温热载体,价格便宜、热稳定性好,可用作高温熔盐堆二回路冷却剂及太阳能传热蓄热介质。氧的存在对于熔盐堆安全运行存在多方面威胁,如降低核燃料的溶解度、氧化铀缓慢地发生沉淀进而造成燃料回路局部过热。然而,对于熔盐中氧含量的测定,目前还没有一个统一、通用的测定方法。基于氧分析仪(惰气熔融红外光谱法)在钢、铁、氧含量测定中的应用,建立了一个测定FLiNaK熔盐中氧含量的方法。针对FLiNaK熔盐的特性,选择了合适的包裹容器,确定了测定的裂解功率为2 800 W,方法测定熔盐中氧含量相对标准偏差为3.1%,加标回收率为85%~101%。     

碳纳米管的氧化稳定性及反应动力学

碳纳米管自被发现以来 [1] ,已分别通过 HRTEM[1]、Raman[2 ,3]、ED[4 ]、STM和 STS[5]等对其结构、形态、层间距、直径分布、螺旋度、管壁及顶端的电子结构等物理性质进行了详细研究和表征。而碳纳米管在空气中的抗氧化性能的研究虽有文献报道 ,但关于纳米碳管氧化反应动力学的报道则相对较少[6～ 9] 。由于作为催化剂载体是碳纳米管在化学领域最具潜在的应用之一 ,因此 ,研究碳纳米管在空气中的抗氧化性及氧化反应动力学是一项很有意义的工作。本文利用 TG-DTA方法研究了碳纳米管在空气中的抗氧化性 ,同时与 C6 0 和石墨的实验结…     

扶手椅型单壁碳纳米管的结构和稳定性

用AM1和PM3两种方法对相同长度不同直径以及相同直径不同长度的扶手椅型单壁碳纳米管进行了优化, 并对AM1方法优化所得到的碳纳米管的几何结构进行了振动频率分析和p轨道轴矢量(POAV)分析, 发现了其热力学稳定性随碳纳米管直径和长度的变化规律, 讨论了各碳纳米管的张力、碳原子的杂化状态和共轭程度随碳纳米管直径的变化关系, 并与苯和C60做了比较。     

Single-walled Carbon Nanotubes as Electrode Materials for Supercapacitors

Large-scale synthesized single-walled carbon nanotubes （SWNT） prepared by electric arc discharge method and a mixture of NiO and Y2O3 as catalyst have been used as electrode materials for supercapacitors. N2 adsorption/desorption measurement shows that the SWNT is a microporous and mesoporous material with specific surface area 435 m^2·g^-1. The specific capacitance of the nitric acid treated SWNT in aqueous electrolyte reaches as high as 105 F/g, which is a combination of electric double layer capacitance and pseudocapacitance. The SWNT-based capacitors also have good charge/discharge reversibility and cycling perdurability.     

扶手椅型单壁碳纳米管的理论研究

用半经验的AM1和PM3 方法,对不同长度的扶手椅型单壁碳纳米管(3,3)进行了理论研究.讨论了其几何结构、前线轨道的分布情况和红外光谱.结果表明:碳纳米管中的六边形不再像石墨中的六边形,而是发生了变形;从碳纳米管的中间到两端,各层碳原子在前线轨道中的轨道系数的平方和呈现规律性衰减的锯齿状变化;用AM1方法计算得扶手椅型单壁碳纳米管(3,3)的红外特征吸收波数约在1290～1645cm^-1之间.     

焙烧法纯化多壁碳纳米管

自碳纳米管[1 ] 发现以来 ,已在世界范围内掀起了碳纳米管研究和应用的热潮 .其中一些文献报道了纯化单壁碳纳米管的方法 ,如超声波助滤法 [2 ] ,酸洗法 [3,4] ,微孔膜过滤法 [5,6] ,离心法[5] ,氧化法[5,7] ;另有少量文献报道了纯化多壁碳纳米管的方法 ,如氧化法 [5,8] ,石墨插层化合物纯化法 [9] 等 .本文使用焙烧法纯化实验室自制的多壁碳纳米管 .通过 TEM、XRD和比表面积等的测定 ,考察了不同焙烧时间的纯化效果 .采用催化甲烷裂解方法 ,在 6 0 0℃反应 4h制得多壁碳纳米管 ,粗产物收率接近 2 0 % .于干燥、洁净的坩埚中 ,分别称取 6…     

碳纳米管负载纳米Ni修饰电极及碱液中电氧化甲醇

采用湿化学法在碳纳米管(MWCNTs)上负载Ni纳米粒子(MWCNTs-Ni),并制备MWCNTs-Ni修饰玻碳电极(MWCNTs-Ni/GCE),用X射线粉末衍射和透射电子显微镜测试技术对MWCNTs-Ni的物相和形貌进行了表征,通过循环伏安法研究了该修饰电极在碱性介质中的电化学行为以及对甲醇的电催化氧化作用。结果表明,面心立方的Ni纳米粒子均匀分散在碳纳米管表面,平均粒径约为16 nm,MWCNTs-Ni/GCE在碱性介质中的电化学行为是受扩散控制的准可逆过程,对甲醇的电催化氧化具有较高的电催化活性。