温度控制TiO2纳米管及管/线复合阵列的制备

以含有NH4F的乙二醇溶液为电解液,在宽温度范围内(10~70℃)对纯Ti表面进行阳极氧化,制得形貌可控的TiO2纳米结构。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电镜(TEM)对纳米TiO2的形貌进行表征。结果表明,随着电解液温度的变化,纳米TiO2的形貌得到控制,可形成TiO2纳米管阵列及纳米管阵列/纳米线复合结构,温度40~50℃为转折温区。     

WO3 Nanowire/Carbon Nanotube Interlayer as a Chemical Adsorption Mediator for High-Performance Lithium-Sulfur Batteries

We developed a new nanowire for enhancing the performance of lithium-sulfur batteries. In this study, we synthesized WO₃ nanowires (WNWs) via a simple hydrothermal method. WNWs and one-dimensional materials are easily mixed with carbon nanotubes (CNTs) to form interlayers. The WNW interacts with lithium polysulfides through a thiosulfate mediator, retaining the lithium polysulfide near the cathode to increase the reaction kinetics. The lithium-sulfur cell achieves a very high initial discharge capacity of 1558 and 656 mAh g⁻¹ at 0.1 and 3 C, respectively. Moreover, a cell with a high sulfur mass loading of 4.2 mg cm⁻² still delivers a high capacity of 1136 mAh g⁻¹ at a current density of 0.2 C and it showed a capacity of 939 mAh g⁻¹ even after 100 cycles. The WNW/CNT interlayer maintains structural stability even after electrochemical testing. This excellent performance and structural stability are due to the chemical adsorption and catalytic effects of the thiosulfate mediator on WNW.     

退火对TiO2纳米管/线复合阵列表面光电性质的影响

采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管/线复合阵列. 利用表面光电压谱(SPS)和场诱导表面光电压谱(FISPS)研究了退火对TiO2纳米管/线复合阵列表面光电性质的影响. 结果表明, TiO2纳米管/线复合阵列在晶化前后的导带边缘均出现了束缚激子态, 晶化前由于自建场较弱, 束缚激子态能在正负电场作用下发生不对称偏转; 晶化后, 晶体结构从非晶态变为晶态, 自建场增强, 束缚激子态对正电场敏感并表现出明显的光伏响应, 而在负电场作用下束缚激子态没有任何光伏响应.     

化学沉积法制备Ni-P纳米线与纳米管有序阵列

以多孔氧化铝膜为模板, 在室温下的酸性化学镀镍槽中通过化学沉积法生长出纳米线与纳米管有序阵列. 分别用X射线衍射仪(XRD)与透射电子显微镜(TEM)对纳米线、纳米管阵列进行表征. 并通过对纳米线与纳米管的生长方式进行分析比较, 系统地研究了多孔氧化铝模板的前处理对纳米阵列生长的影响. 结果表明, 生成的纳米线与纳米管均为非晶态的镍磷合金. 室温下镍纳米管的生成主要取决于敏化、活化过程, 而当纳米管的厚度达到一定程度后就不再随时间变化.     

铁纳米线-氮化硼纳米管复合结构的形成及其压缩性质的模拟研究

通过分子动力学理论计算方法对铁纳米线(FeNW)在氮化硼纳米管(BNNT)内的形成及其复合结构(FeNW@BNNT)的压缩性质进行了模拟研究。通过对充以铁原子的BN(5,5)和BN(8,8)纳米管的进行结构优化可以发现,在BN(5,5)纳米管轴线上能生成稳定的一维FeNW,而BN(8,8)纳米管内形成呈螺旋状的三束绞缠的FeNW。其径向分布函数表明在BN(5,5)内生成的FeNW具有良好的一维性且原子分布均匀等特征。通过对BN(5,5)与FeNW@BN(5,5)轴向压缩及其能量分析,可以发现它们虽具有相同屈曲应变,但屈曲前FeNW@BN(5,5)的弹性系数稍大于BN(5,5),且FeNW@BN(5,5)抗压屈曲能力也明显较强。     

阳极氧化铝模板法可控制备金属纳米线和纳米管阵列的生长机制

利用阳极氧化铝模板(AAO)进行Ni的电化学沉积, 通过在溶液中引入螯合剂控制电解质的有效浓度和电沉积的过电位, 实现了Ni纳米线和纳米管阵列的可控制备. 通过分析电沉积过程中纳米线和纳米管在不同位置生长速率(侧壁(Vw)和底端(Vb))的控制因素, 我们提出了纳米线和纳米管生长的可能机制. 当电解质浓度高而还原电位更负(如-1.5 V)时, 或者当电解质浓度低而还原电位较负(如-0.5 V)时, Vw>Vb, 可以获得Ni纳米管阵列; 当电解质浓度高而还原电位较负(如-0.5 V)时, 或者当电解质浓度低而还原电位更负(如-1.5 V)时, Vw≈Vb, 可以获得Ni纳米线阵列. 这种生长机制适用于多种金属纳米管或者纳米线阵列的可控制备.     

Electroless Deposition of Nickel Nanowire and Nanotube Arrays as Supports for Pt-Pd Catalyst for Ethanol Electrooxidation

Nickel nanowire and nanotube arrays as supports for Pt-Pd catalyst were prepared by electroless deposition with anodic aluminum oxide template. Pt-Pd composite catalyst was deposited on the arrays by displacement reaction. SEM images show that the nickel nanowires have an average diameter of 100 nm and the nickel nanotubes have an average inner diameter of 200 nm. EDS scanning reveals that elemental Pt and Pd disperse uniformly on the arrays. Cyclic voltammetry study indicates that the nickel nanotube array loaded with Pt-Pd possesses a higher electrochemical activity for ethanol oxidation than the nickel nanowire array with Pt-Pd.     

有序纳米线/棒/管阵列材料的研究进展

概述了有序纳米线/棒/管阵列的性质、应用及制备方法的研究进展,着重介绍了有序纳米线/棒/管阵列材料的制备方法如气相-液相-固相生长法、气相-固相生长法、模板法和溶剂热法,以及阵列材料在磁、场发射、激光、电化学、光电化学和催化方面所具有的独特性质与应用,展望了该领域的研究前景。     

聚苯乙烯/碳纳米管复合材料研究进展

聚苯乙烯/碳纳米管复合材料是近年来开发的新型聚合物基复合材料,具有独特的一维纳米管分散微结构,往往表现出比纯聚苯乙烯更好的机械力学性能、电学性能和热性能等,在诸多领域具有广泛的应用前景.本文首先简要介绍了碳纳米管的结构特点、制备与纯化和性能,然后重点阐述了聚苯乙烯/碳纳米管复合材料的几种制备方法、结构表征以及力学、电学和热性能等方面的研究进展,并对聚苯乙烯共聚物/碳纳米管复合材料的研究现状进行介绍.     

碳纳米管/聚合物纳米复合材料研究进展

碳纳米管/聚合物纳米复合材料是近几年发展起来的一个新的研究方向。本文从增强和功能性两个方面评述了碳纳米管/聚合物纳米复合材料的发展过程以及最新进展，详细讨论了碳纳米管在聚合物中的分散、取向和胃面相互作用对复合材料力学性能的影响，介绍了碳纳米管的加入赋予聚合物的一些新的光电性能，并对今后的研究方向进行了展望。     

基于单壁碳纳米管-DNA酶复合结构的电化学生物传感器

结合DNA酶优异的氧化还原催化特性和碳纳米管的电化学特性, 制备了单壁碳纳米管-DNA酶复合材料, 并通过壳聚糖将其固定到玻碳电极表面构建了电化学生物传感界面. 研究了单壁碳纳米管-DNA酶复合结构的氧化还原反应催化特性, 并以此为传感平台构建了葡萄糖氧化酶电化学生物传感器. 结果表明, 单壁碳纳米管-DNA酶复合材料修饰的电极对过氧化氢的响应具有较宽的线性范围(5×10^-6~1×10^-2 mol/L)和良好的检测灵敏度(检出限为1×10^-6 mol/L). 采用制备的葡萄糖氧化酶传感器实现了对葡萄糖的快速灵敏检测.     

Pt/碳纳米管电极的电化学稳定性

 研究了Pt/CNT(碳纳米管)电极在动电位和恒电位两种情况下的电化学稳定性. 在动电位条件(0.05～1.2 V vs RHE(可逆氢电极)循环伏安940次, 60 h)下, Pt/CNT电极的电化学表面积下降18.8%; 在恒电位条件(1.2 V vs RHE, 60 h)下, Pt/CNT电极的电化学表面积仅下降5.2%. 这表明Pt/CNT电极在动电位条件下性能衰减得更迅速. X射线光电子能谱分析表明,恒电位条件下载体碳纳米管被氧化的程度较大. X射线衍射分析计算表明,动电位和恒电位氧化后, Pt颗粒的平均粒径从3.8 nm分别增大到4.9和3.9 nm. Pt颗粒的长大可能是Pt/CNT电极性能衰减的主要原因之一,而载体的氧化不是Pt/CNT电极性能衰减的主要原因.     

碳纳米管/高分子复合导电材料的研究进展

从碳纳米管的电性质出发,对以它为填料的导电性复合材料的制备方法和研究进展进行了综述,同时简单介绍了导电性复合材料电性质转变现象的理论分析模型,最后对碳纳米管/高分子复合导电材料的研究前景作了一定探讨。     

Polyaniline/Silver Nanoparticle-Doped Multiwalled Carbon Nanotube Composites

A simple method was used to synthesize the hybrid nanocomposites consisting of the functionalized multiwalled carbon nanotube composites (MWCNTs) with the polyaniline incorporated silver nanoparticles (a-MWCNT/PANI-Ag) through an emulsion polymerization at room temperature in order to enhance the electrical conductivity of polyaniline. The electrical conductivity of the composite with the incorporated Ag nanoparticles was 5% higher than the same weight percent for the composite without Ag nanoparticles, and the thermal stability was dramatically increased from 54% for the composite (a-MWCNT/PANI) to 69% through the incorporation of the Ag nanoparticles at 830°C. Additionally, the advantages of the Ag nanoparticles, including the improved electrical and thermal properties without damage to the polyaniline structure, were confirmed using FTIR and Raman spectroscopy.     

石墨烯纳米筛/碳纳米管纳滤膜

<正>近年来,纳滤膜在水质净化、石油化工、生物医药等领域中发挥着越来越重要的作用。单原子层厚的二维材料是构建高性能纳滤膜的理想构筑单元~1。大量研究集中在调控叠层二维材料膜的层间距实现水和离子的精确筛分~2。同时,在二维材料面内构筑纳米孔进行分离也是这些年的研究热点。然而,目前实验研究仅局限于对小面积(微米     

导电型高分子/碳纳米管复合材料研究

介绍了作者课题组近年来在导电型高分子/碳纳米管(CNT)复合材料研究中若干有代表性的工作,我们从设计多相多组分体系角度出发,通过向单一高分子/CNT体系中添加包括无机粉体、有机高分子和第二种导电介质等第三组分来调控CNT在体系中的分布状态,以期建立提高复合材料的导电性能的技术方法,并研究了添加第三组分引致材料导电性能提...     

双功能聚二甲基硅氧烷/铜纳米线复合薄膜的制备与性能

通过环境友好的葡萄糖模板法和改进的湿化学还原法制备了聚二甲基硅氧烷/铜纳米线(PDMS/CuNWs)复合薄膜, 其采用的“类夹心结构”有效解决了铜在空气中易氧化进而导致电导率大幅度下降的问题, 同时获得了具有优异电磁屏蔽和光热转化性能的双功能轻质柔性复合薄膜. CuNWs面密度为1.6 g/cm²的复合薄膜在重复弯折1000次后性能保持率最高可达99.07％; CuNWs面密度为2.4 g/cm²的复合薄膜在X波段下总电磁屏蔽效能达到30.1 dB, 屏蔽效率达到99.9％; 同时, 在2 W/cm²的近红外光照射下, 复合薄膜在仅加热15 s后其表面温度高达211.2 ℃, 具有十分快速的光热响应和转化效率.     

Hierarchical Carbon Nanowire/Ni@MnO2 Nanocomposites for High-Performance Asymmetric Supercapacitors

A 3D hierarchical carbon cloth/nitrogen-doped carbon nanowires/Ni@MnO₂ (CC/N-CNWs/Ni@MnO₂) nanocomposite electrode was rationally designed and prepared by electrodeposition. The N-CNWs derived from polypyrrole (PPy) nanowires on the carbon cloth have an open framework structure, which greatly increases the contact area between the electrode and electrolyte and provides short diffusion paths. The incorporation of the Ni layer between the N-CNWs and MnO₂ is beneficial for significantly enhancing the electrical conductivity and boosting fast charge transfer as well as improving the charge-collection capacity. Thus, the as-prepared 3D hierarchical CC/N-CNWs/Ni@MnO₂ electrode exhibits a higher specific capacitance of 571.4 F g⁻¹ compared with those of CC/N-CNWs@MnO₂ (311 F g⁻¹), CC/Ni@MnO₂ (196.6 F g⁻¹), and CC@MnO₂ (186.1 F g⁻¹) at 1 A g⁻¹ and remarkable rate capability (367.5 F g⁻¹ at 10 A g⁻¹). Moreover, asymmetric supercapacitors constructed with CC/N-CNWs/Ni@MnO₂ as cathode material and activated carbon as anode material deliver an impressive energy density of 36.4 W h kg⁻¹ at a power density of 900 W kg⁻¹ and a good cycling life (72.8 % capacitance retention after 3500 cycles). This study paves a low-cost and simple way to design a hierarchical nanocomposite electrode with large surface area and superior electrical conductivity, which has wide application prospects in high-performance supercapacitors.     

Co/Cu多层纳米线阵列的制备与磁性能

利用双槽直流电沉积技术在阳极氧化铝(AAO)模板的纳米孔中获得调制波长为50 和200 nm 的Co/Cu多层纳米线, 多层纳米线的调制波长由电沉积时间控制. 运用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征纳米线的形貌, Co/Cu多层纳米线的长度约20 μm, 直径约80 nm; 用X射线衍射(XRD)研究多层线的结构; 用振动样品磁强计(VSM)测试纳米线阵列的磁性能; 利用可变磁场结合高灵敏度恒流装置研究巨磁电阻(GMR)特性. 结果表明, Co/Cu多层纳米线具有磁各向异性. 当磁场与纳米线平行和垂直时, 调制波长为50 nm的多层线的矫顽力分别为87500 和34200 A·m-1, 而调制波长为200 nm的多层线阵列的矫顽力分别为28600 和8000 A·m-1. 调制波长为50 nm的多层纳米线的磁电阻变化率高达-%, 而调制波长为200 nm的多层线未产生明显的GMR效应.