椅型碳纳米管电子结构与长度效应

采用PM3方法对含帽结构的三种(5,5)椅型有限长碳纳米管的构型和电子结构进行了系统研究，结果表明，随着管长度的增加，除了最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)之间的能隙(Eg)出现周期性的变化外，纳米管端“表面”(管的末端和管帽)构型也出现周期振荡现象，通过研究同种类型纳米管三组不同的长度效应，发现属于同一组的纳米管具有相似的构型和电子结构变化规律，此外，研究表明纳米管帽的尺寸效应可以看成为一定长度管壁的简单延伸，揭示了含帽与不含帽纳米管电子结构之间的相似性。本文还对处在管末端以及管帽上的表面态及其化学反应性进行了探讨。     

接枝羟基对有限长碳纳米管电子结构的影响

基于局域密度泛函理论, 采用第一原理方法, 建立了(5, 5)型和(8, 0)型有限长碳纳米管的原子模型, 并在两个端口接枝1～8个羟基官能团, 先用DMol3中BLYP方法对其结构进行优化, 再利用CASTEP软件计算其电子分布和态密度的变化, 从而讨论羟基官能团对碳纳米管电子结构和电子输运特性的影响. 计算表明, 接枝羟基的碳纳米管的电子结构明显改变, 费米能级上的电子态密度下降, 最高占据轨道上电子的非定域程度减弱, 致使电子输运性能呈下降趋势.     

三羟基荧光酮试剂的量子化学计算和性能的讨论

应用Hückel分子轨道法计算了15种三羟基荧光酮试剂分子的π电荷密度分布,确定了三羟基荧光酮分子中3个羟基离解的顺序、金属离子的配合位置和螯合物的结构。进一步讨论了取代基和反应介质对此类试剂分析性能的影响。     

聚磷氮烯及其衍生物电子结构的理论研究

用分子轨道和晶体轨道方法,对聚磷氮烯及其衍生物的电子结构进行了研究,以期更深入地了解聚磷氮烯的结构和性能.研究发现,链状聚磷氮烯和环状三聚磷氮烯为平面结构,其它的环状聚磷氮烯则为巢式结构,吸电子基团取代有使环状聚磷氮烯主链环取平面结构的倾向.研究还发现,无论是链状还是环状聚磷氮烯,都表现为半导体.取代基效应表明,吸电子基团-F和-CN的取代,使聚合物的电子亲和势(EA)和电离能(IP)均增大,能隙减小,给电子基团-CH₃和-OCH₃的取代,使聚合物的IP减少;吸电子基团取代有利于n-型掺杂,给电子基团取代有利于p-型掺杂,但都不改变其半导体的特性.     

碳管C_(30+10K)分子的电子结构和稳定性研究

基于最近SmalleyR．E．等成功地合成一端封闭、一端开口的单层椅型碳纳米管，构造了一类一端用C60的一半封闭，另一端开口的具有C5v对称性的单层椅型碳纳米管．在Huckel近似下，利用分子轨道图形理论讨论了它们的电子结构及稳定性．     

手性碳纳米管能带特性的研究

探讨手性（chiral）单层碳纳米管（SWNTs）电子结构的主要特点。提出了确定与Fermi能级EF=0相交或相近的子能带指数J及相关的波矢ky值的方法。并直接从A-B效应出发,导出了任意手性角的SWNTs在磁场中发生金属—半导体连续转换的条件,同时对其能隙变化规律进行了详细讨论。     

椅型碳纳米管吸附氢原子电子结构的密度泛函研究

采用密度泛函方法对氢原子在(5,5)椅型碳纳米管上的吸附进行了研究, 分别考察了氢原子覆盖度为5%和10%时的构型和吸附能. 研究结果表明, H原子吸附在管外壁要比管内壁能量上更为有利, 同时第二个H原子倾向于吸附在前一个H原子的吸附位置邻近的碳原子上. 由能带计算结果得知, 吸附一个H原子时, 椅型碳纳米管将由导体转变为半导体; 当第二个H原子处在偶数位时, 纳米管仍保持较好的导电性能, 而吸附在奇数位时将使管的传输能力减弱. 本文进一步通过分析纳米管(共轭体系的分布情况对管传输性质的变化进行解释.     

有限长Y型碳纳米管结构和性质的第一性原理研究

采用密度泛函理论的GGA/PW91方法对有限长Y型碳纳米管的结构和性质进行了研究. 研究结果表明, 由于缺陷环的影响, Y型碳纳米管与直型管的性质明显不同, 而且, Y型碳纳米管的结构和性质与分支管长度存在一定的关系. 当分支管长度大于1 nm 时, Y型碳纳米管的结构、能隙和电学性质均出现周期性振荡变化的趋势.     

溶液法制备的碳纳米管薄膜的结构分析与场致电子发射机理研究

结合紫外光电子能谱和拉曼光谱对溶液法制备的碳纳米管薄膜的场致电子发射性能进行研究。采用溶液滴涂法制备的碳纳米管薄膜的场致电子发射开启电场约为3.33 MV/m,阈值电场约为5.44 MV/m,以福勒-诺得海姆(Fowler-Nordheim,FN)理论对电子发射进行解释,其发射的增强因子接近103。通过对紫外光电子能谱的分析,发现碳纳米管薄膜的低能量截止端在外加电场作用下逐步降低,表明纳米管薄膜的表面有效势垒在外加电场作用下逐步下降,从而使得碳纳米管薄膜的电子更加容易发射进入真空。结合拉曼光谱和电学特性的研究,发现界面过渡层的接触电阻与碳纳米管薄膜中的非晶碳成分均可以增强场致电子发射。     

C36填充单壁碳纳米管的结构和电子性质

The structures and electronic properties for C36 encapsulated in four single-wall armchair carbon nanotubes (C36@(n,n), n=6-9) were calculated using ab initio self-consistent field crystal orbital method based on density functional theory. The calculations show that the interwall spacing between the carbon nanotube and C36 plays an important role in the stabilities of resultant structures. The optimum interwall spacing is about 0.30 nm and the tubes can be considered as inert containers for the encapsulated C36. The Fermi levels and relative position of energy bands also have something to do with the interwall spacing. The shifts of Fermi level and C36-derived electron states modulate the electron properties of these structures. The extra electrons fill the bands of C36@(8,8) with the optimum interwall spacing almost in a rigid-band manner.     

纳米碳管的制备

纳米碳管是一种新型的纳米材料和碳分子,其独特的分子结构和性能引起了人们的广泛关注。本文综述了纳米碳管的几种制备方法和相关的生长机理。     

碳纳米管在电分析中的应用

碳纳米管因其独特的特性,自发现以来得到了广泛的关注与应用;本文着重对碳纳米管在电分析中的应用作了综述。     

碳纳米管在药物载体领域的进展

基于其独特的结构、电子及机械性能,碳纳米管自被发现以来就是极具吸引力的材料,被广泛研究。在药物化学领域,碳纳米管成为载运治疗药物实现靶向治疗、控制释放等的热点,研究日益深入。本文概述了近年来碳纳米管在药物载体领域的研究进展情况,评述了其未来发展趋势,认为深入考察修饰碳纳米管的毒性,探索其载药释药机制,并逐步应用于临床,...     

折叠型双银配合物电子结构与相关性质

在密度泛函B3LYP/LanL2DZ的水平上,对具有π-π弱相互作用调控的折叠型银配合物Ag₂(MPTQ)₂²⁺进行计算研究。探讨该配合物的电子结构、成键特征、π-π弱相互作用机理、电荷布居及其相关性质。计算结果表明,Ag…Ag之间存在弱的直接相互作用,HOMO主要布居在配体中芳香环的σ-p轨道、S的σ-p轨道及与S相连的C12的S轨道上,LUMO主要布居在配体中芳香环的π^*-p轨道上,基态电子光谱主要是配体中的n→π^*跃迁产生的电荷转移光谱。论文还讨论了分子间π-π弱相互作用的本质及活性部位等。计算结果能较好地解释实验现象与规律。     

Comparison of the Electrochemical Reactivity of Carbon Nanotubes Paste Electrodes with Different Types of Multiwalled Carbon Nanotubes

Carbon nanotubes (CNTs) are widely used in electrochemical studies. It is reported that CNTs with different source and dispersed in different agents [1] yield significant difference of electrochemical reactivity. Here we report on the electrochemical performance of CNTs paste electrodes (CNTPEs) prepared by multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) with different diameters, lengths and functional groups. The resulting electrodes exhibit remarkable different electrochemical reactivity towards redox molecules such as NADH and K₃[Fe(CN)₆]. It is found that CNTPEs prepared by MWNTs with 20–30 nm diameter show highest catalysis to NADH oxidation, while CNTPEs prepared by MWNTs with carboxylate groups have best electron‐transfer rate (The peak‐peak separation (ΔE_p) is +0.108 V for MWNTs with carboxylate groups, +0.155 V for normal MWNTs, and +0.174 V for short MWNTs) but weak catalysis towards oxidation of NADH owing to the hydrophilicity of carboxylate groups. The electrochemical reactivity depends on the lengths of CNTs to some extent. The ‘long’ CNTs perform better in our study (The oxidation signals of NADH appear below +0.39 V for ‘long’ CNTs and above +0.46 V for the ‘short’ one totally). Readers may get some directions from this article while choose CNTs for electrochemical study.     

碳纳米管结构对碳纳米管载Pt催化剂电催化性能的影响

在制备单、双壁及不同管径的多壁碳纳米管(CNTs)的基础上, 用液相还原法把Pt沉积到单、双壁和管径不同的多壁CNTs上. 发现制得的CNTs载Pt(Pt/CNTs)催化剂对甲醇氧化的电催化活性随CNTs管径减小而增加. 这归结于管径小的CNTs的比表面积较大, 含氧基团多, 有利于提高Pt粒子分散度, 加上管径小的单壁CNTs具有更高的导电性, 这些因素都有利于提高Pt/CNTs催化剂对甲醇氧化的电催化活性.     

卟啉修饰的碳纳米管研究进展

从问题解决的视角介绍碳纳米管的性质和在应用方面存在的问题。重点介绍卟啉修饰的碳纳米管的优势以及卟啉修饰碳纳米管的方法、应用和近期的研究进展。