脉冲激光溅射下固液界面生长的碳纳米管及其机理初探

以脉冲激光束直接溅射浸在水中的单质碳样品，发现在固液界而也能产生碳纳米管．实验还发现碳纳米管的形成与样品的结构有密切的关联：石墨的层状结构越完整，碳纳米管的形成越容易，而且石墨层而相对于激光束的取向也会显著地影响碳纳米管的生成．通过对实验结果的分析，探讨了激光液相溅射产生碳纳米管的机理，认为激光溅射产生的碳蒸气被水束缚在固液的界而内，而完整的晶而使碳蒸气在界而内的分布具有准二维的性质，为碳纳米管的生长提供了较为理想的环境．     

碳纳米管的激光溅射产生

碳纳米管的激光溅射产生程大典,余荣清,刘朝阳,张强,王育煌,黄荣彬,詹梦熊,郑兰荪（固体表面物理化学国家重点实验室,厦门大学化学系,厦门,３６１００５）关键词碳纳米管,激光溅射,碳球Ｓｍａｌｌｅｙ等［１］曾以脉冲激光束在超声分子束喷口的喉道处蒸发石墨...     

脉冲激光诱导液-固界面反应制备立方相C3N4纳米晶

β-C3N4是由Liu和Cohen等[1～3]从第一性原理出发计算而预言的一种新型超硬材料,据Liu等提出的经验公式计算认为,β-C3N4的硬度为427 GPa,具有接近金刚石的体模量(理论值为435 GPa,实验值为443 GPa).     

固/液界面现场光谱电化学

固/液界面现场光谱电化学的方法包括各种电磁波透射和反射谱(紫外可见、拉曼、红外、X-光等)、磁共振谱(ESR、NMR)以及80年代发展起来的扫描显微谱(STM等)和非线性反射光谱(SHG)等等。固/液界面现场光谱电化学已渗透到固/液界面和电极表面结构,分子水平上的吸脱附和反应机理,电催化和反应动力学等许多研究领域。本文结合文献对上述几个方面以及固/液界面现场光谱电化学的发展方向进行综述。     

固液界面纳米气泡的研究进展

根据经典热力学理论,在水中纳米级的气泡难以长期稳定存在.近年来却有大量的实验结果表明固液界面存在纳米气泡,原子力显微镜也直接观察到了纳米气泡.有关纳米气泡的研究具有巨大的理论和实际意义,它对表面科学、流体动力学、生物科学以及一些应用领域都有深远的影响.纳米气泡会引起流体在界面的滑移,减少流动阻力,并与表面粘附、胶体分散、矿石浮选、废渣处理等方面密切相关.目前关于纳米气泡的研究才刚刚开始,对于它的基本物化性质的了解还不多,但其重要性已经引起相关领域的极大关注.本文综述了从提出纳米气泡存在一直到实验证明的过程、纳米气泡的形成机制和形貌、分布特征等基本性质以及纳米气泡的存在对疏水长程作用和流体滑移的影响,并阐述了生物学中一些与纳米气泡存在有关的问题.     

固液界面纳米气泡研究

固液界面纳米气泡是近十年来表面科学的重要发现之一。从利用原子力显微镜(AFM)在固液界面上观察到纳米气泡以来,科学工作者们已经证实了纳米气泡在固液界面上存在。由于其在微机电系统(MEMS)、微生化系统、表面科学、流体动力学等领域潜在的应用价值,各国学者们对纳米气泡的自身性质及影响因素已经开展了多方面的研究。但纳米气泡稳定性(反常的长寿)的原因仍然是未解决的问题之一。本文综述了纳米气泡的形成及影响因素,重点评述了纳米气泡稳定性理论,包括线张力理论、动态平衡理论、杂质理论和克努森气体理论等。同时,介绍了固液界面纳米气泡的应用,并展望了未来研究的重点和方向。     

液固界面上酯化反应的动力学研究

关于酯化反应的动力学,前人已经做了大量工作。在研究痕量分析技术时,作者发展了界面衍生法,适合于ppm级的有机酸,酚类以及黄腐酸类物质。此法回收率较高而重复性好,且操作手续简单。为了进一步探讨界面衍生化技术,本文研究液固界面上的酯化反应动     

表面活性剂在固液界面上的吸附理论

本文根据二阶段吸附模型和质量作用定律,首次导出表面活性剂在固液界面上吸附等温线通用公式,可定量解释实验测得的各种吸附等温线,并可求得表面胶团(或反胶团)的聚集数和二吸附阶段的平衡常数。吸附热力学计算表明,表面胶团亦为疏水作用的熵驱动过程,反胶团化则为极性基间相互作用或形成氢键的结果。     

激光溅射下原子团簇生长的非平衡动力学

以激光溅射的方式,可以产生不同尺寸与组分的原子团簇．但是对这些团簇的生长过程,却一直缺少比较深入和细致的研究．本文结合激光真空溅射石墨的实验条件,考虑了激光能量、体系膨胀、环境压力、热量辐射等诸多因素,建立了在该条件下碳原子团簇生长的物理模型,得出了相应的动力学方程的数值解．计算结果表明：每个激光脉冲溅射出约8×10－9mol（5×1015个）粒子,它们产生时的初始压力约为2×105Pa．由于扩散等因素,团簇的形成反应在785μs后已不可能进行,但是各团簇产物的产率在反应开始后0．4μs左右已达到最大值,在约1．5μs内反应即已基本完成,因为此后原子团簇的尺寸分布不再有显著的差异．     

纳米金刚石球晶的激光溅射产生与透射电镜表征

在高温高压合成金刚石技术日趋成熟的同时，气相沉积（CVD）条件下实现常压金刚石膜的合成已倍受人们的关注．利用脉冲激光溅射石墨，发现可在一定的基底上获得一类具有某些金刚石特征的薄膜，即类金刚石碳膜（DLC）［‘－‘j．这为在常规条件下合成金刚石带来了新的希望．但DLC只具有金刚石的某些特征，而基本上不具备晶体的有序结构［”’j．我们曾报道了在激光液相溅射的产物中观察到众多的碳球D‘，并通过高分辨透射电镜（HREM）、选区衍射（SAED）及其它相关实验，确定了其具有金刚石结构．且实验部分实验所用的激光是Q开关Nd…     

酪氨酸在活性炭/水界面上的吸附

研究了不同pH值介质中酪氨酸在活性炭上的吸附行为.结果表明,pH值4.2～6.1时吸附量较大,在酪氨酸的等电点时吸附量最大;酪氨酸被吸附的主要形式是兼性离子;酪氨酸离子靠VanderWaals力吸附在活性炭/水界面上.用介质pH值对酪氨酸溶解度的影响和活性炭的表面性质解释了实验结果     

Continuous Production of Carbon Nanotubes by Using Moving Bed Reactor

Since the discovery in 19911, carbon nanotubes have been the subject of intensive research due to their extraordinary mechanical and electronic properties2-7. However, lack of sufficient amount of materials limited the study of the fundamental properties and development of more practical applications. It is highly desirable to have large quantities of pure nanotubes. To date, few methods have been developed for the production of high-quality tubes which can adapted to industrial production …     

基于琼脂支撑的液/液界面上AgTCNQ的电化学合成

具有高导电性和独特电学性质的金属有机络合物AgTCNQ是一种重要的电荷转移盐.本文采用琼脂作为胶凝剂构成水|1,2-二氯乙烷液液界面;施加电压时银离子由水相穿过水凝胶进入有机相,与TCNQ^-反应生成AgTCNQ纳米棒.结果表明液/液界面电化学方法为合成有机金属功能材料的有效途径.     

In-Groove Carbon Nanotubes Device for SPME of Aromatic Hydrocarbons

A new solid phase microextraction (SPME) fibre using carbon nanotubes as fibre coating incorporated into a groove of a stainless steel rod is suggested. It is mechanically stable and exhibits relatively high thermal stability (up to 280 °C). The coating showed especially good extraction efficiency for aromatic hydrocarbons. The extraction properties of the fibre to benzene, toluene, ethylbenzene and o-xylene were examined using both direct and headspace SPME modes coupled to gas chromatography-flame ionization detection. The parameters affecting the extraction efficiency (extraction temperature and time, salt addition, desorption temperature and time) were investigated and quality parameters were measured under the optimized conditions. For both headspace and direct SPME the calibration graphs were linear up to 100 mg L⁻¹ (R ² > 0.996) and detection limits ranged from 0.09 to 0.39 μg L⁻¹. The repeatabilities were 5.9–13.3%. The proposed coating was applied for aromatic hydrocarbons determination in petrol station waste waters.     

高分子表面活性剂在固/液界面上的吸附形态

采用紫外光谱、XPS研究了羧甲基纤维素型高分子表面活性剂在硅胶 /水界面上的吸附形态 ,结果表明随着高分子表面活性剂溶液浓度增大 ,分子在硅胶表面的吸附由单层逐渐变为多层 ,生成半胶束结构 .     

多壁碳纳米管表面大黄素印迹材料制备及吸附性能研究

以表面硅烷修饰的碳纳米管为基材,甲基丙烯酸为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,采用表面印迹技术成功制备了大黄素印迹复合材料。采用扫描电镜和透射电镜研究该印迹复合材料的形貌,结果表明,在碳纳米管表面接枝了1层稳定的约40nm厚的印迹层。在pH=8.5时,该印迹材料对大黄素具有较大吸附容量和良好选择吸附性能,最大理论吸附量(Qmax)为20.8mg/g。以该印迹材料作为固相萃取吸附剂,在85%乙醇水溶液淋洗和10%乙酸的乙醇溶液洗脱下,可实现对猕猴桃根样品粗提取液中大黄素固相萃取分离富集,回收率达到85%以上。     

熔体自由基反应法制备聚丙烯/碳纳米管复合材料

以2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧基）己烷（DHBP）在聚丙烯体系中引发形成自由基,以二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）调控自由基反应,通过熔融共混一步法制备了共价接枝的聚丙烯/碳纳米管（PP/CNTs）复合材料。 通过拉曼光谱和透射电子显微镜证明发生了共价接枝反应,并研究了PP/CNTs的结晶性能、热性能与力学性能。 结果表明,发生共价接枝的PP/CNTs与未接枝的PP/CNTs及PP相比,其结晶温度分别提高了2.6和12.0 ℃,热分解温度T5%分别提高了6.4和34.8 ℃,其拉伸强度和拉伸模量略有提高,冲击强度分别提高了56.7%和58.1%。