裂解酞菁铁和乙烯制备取向碳纳米管阵列

采用热化学气相沉积(TCVD)法裂解酞菁铁(FePc)和乙烯(C2H4)制备出高210 μm的取向碳纳米管阵列(ACNTA). 用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)对制备的样品进行了表征, 系统研究了反应温度、反应时间、C2H4流量对ACNTA生长的影响. 结果表明, 样品具有高取向性且纯度高. 800 ℃是裂解FePc和C2H4制备ACNTA的最优温度, 催化剂的活性可以保持较长时间(60 min), 通入C2H4促进了ACNTA的快速生长, 最适合流量为50 cm3/min.     

MnO2电沉积直立碳纳米管制备超级电容器

以直立碳纳米管为基底,以pH=6.0的0.1 mol/L Na2SO4为底液,采用电化学沉积法在0.2 mol/L Mn(CH3COO)2溶液中制备了直立碳纳米管与MnO2复合材料. SEM测试结果表明,复合材料表面呈现多孔状结构. 通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学方法对复合材料修饰电极进行电容性质测试. 结果表明,在1 mol/L KCl溶液中,0～0.6 V(vs.Ag/AgCl参比)电位窗口内此复合材料表现出优良的超电容性能. 直立碳纳米管电极的比电容为16 F/g,在碳纳米管表面沉积上MnO2修饰层后,复合材料电极的比电容增大至330 F/g,比电容量大幅提升近20倍. 同时扫描200圈后,直立碳纳米管与MnO2复合材料的循环伏安曲线变化很小,具有相当好的循环寿命和电容稳定性能.     

卟啉和酞菁修饰的单壁碳纳米管的合成及光谱性质

利用5-(4-氨基苯基)-10,15,20-三(3,5-二辛氧基苯基)卟啉和2,9,16-三叔丁基-23-氨基锌(Ⅱ)酞菁通过酰胺键连接方式同时对单壁碳纳米管进行共价修饰, 通过红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱和透射电镜对所得碳纳米管复合物进行了表征, 证实了其结构. 紫外-可见吸收光谱和荧光光谱分析表明, 光活性分子卟啉和酞菁均与单壁碳纳米管之间存在较强的电子效应. 经卟啉和酞菁共同修饰的单壁碳纳米管复合物比卟啉和酞菁单独修饰的碳纳米管复合物的吸光范围更宽, 而且分散性较好(309 mg/L), 是潜在的光电转换材料.     

共价接枝硅酞菁-多壁碳纳米管的合成及光电性能

采用酰胺反应把硅酞菁(SiPc)共价接枝到多壁碳纳米管(MWCNT)上,得到MWCNT-Pc,用紫外可见,红外光谱,拉曼光谱,X射线光电子能谱,热重分析等进行了表征,结果表明碳纳米管上每约457个碳原子接枝一个酞菁分子;为研究共价接枝的MWCNT-Pc体系中光激发的电子流动情况,探讨了Pc静电组装到MWCNT后的荧光淬灭的情况,结果显示SiPc的光激发电子向MWCNT转移;同时采用喷涂法构筑了ITO/MWCNT-Pc光电极,并在光伏电池中研究了其光电性能,在AM1.5光照条件下,光电流及光电压分别为0.434 V和0.158 mA·cm-2,在320 nm处的IPCE达19.8%。本研究目的在于制备碳纳米管衍生物并构筑基于碳管的复杂的功能纳米结构材料,为其应用奠定基础。     

直立碳纳米管超级电容器的研究

在石英玻璃基底上,以酞菁裂解法低压气相沉积制备大面积管径均匀、长度一致的直立碳纳米管.分别应用电解质溶液浸润、酸处理和循环伏安扫描等3种不同方法纯化活化该直立碳纳米管,并以活化后的碳纳米管作为原型超级电容器的电极.循环伏安扫描和交流阻抗测试表明,CV曲线呈近似矩形,交流阻抗最大相位角超过80°,该直立碳纳米管的比电容为16~32F/g,乃超级电容器理想的电极材料.     

MnO2电沉积直立碳纳米管制备超级电容器的研究

以直立碳纳米管为基底,以pH=6.0的0.1mol/L Na2SO4 为底液,采用电化学沉积法在0.2 mol/L Mn(CH3COO)2溶液中制备了直立碳纳米管与二氧化锰复合材料。SEM测试结果表明复合材料表面呈现多孔状结构。通过循环伏安,恒流充放电,交流阻抗等电化学方法对复合材料修饰电极进行电容性质测试。实验结果表明,在1mol/L KCl 溶液中,0-0.6V(vs. 银/氯化银参比)电位窗口内此复合材料表现出优良的超电容性能。直立碳纳米管电极的比电容为16 F/g,在碳纳米管表面沉积上二氧化锰修饰层后,此复合材料电极的比电容增大至330 F/g,比电容量大幅提升近20倍。同时扫描200圈后,直立碳纳米管与二氧化锰复合材料的循环伏安曲线变化很小,说明其具有相当好的循环寿命和电容稳定性能。     

Fe/MgO催化合成碳纳米管和氮掺杂碳纳米管

以MgO负载的Fe为催化剂、正己烷为碳源、乙二胺为氮源, 用催化化学气相沉积法合成了碳纳米管(CNTs)和氮掺杂碳纳米管(CNx). 通过还原焙烧的Mg/Fe水滑石(LDH)和Mg(NO3)2/Fe(NO3)3前驱体得到具有催化活性的Fe催化剂(Fe-LDH和Fe-Mg(NO3)2/Fe(NO3)3). 由这两种催化剂催化合成的CNTs都具有中空的管状结构. Fe-LDH催化合成的CNx具有明显的“竹节”状形貌, 而Fe-Mg(NO3)2/Fe(NO3)3催化合成的部分CNx的形貌与“竹节”状不同. 该CNx具有厚的管壁且在管壁的石墨层与层之间存在大量的空隙. Fe-LDH催化合成的CNx中氮摩尔分数为6.3%, 高于Fe-Mg(NO3)2/Fe(NO3)3催化合成CNx中的5.7%; 但后者具有更多的缺陷, 石墨化程度更加无序.     

铂纳米颗粒修饰直立碳纳米管电极的葡萄糖生物传感器

基于Pt纳米颗粒修饰直立的碳纳米管电极制备了葡萄糖生物传感器.铂纳米颗粒是利用电位脉冲沉积法修饰到直立碳纳米管上的,可以增强电极对酶反应过程当中产生的过氧化氢的催化行为.用扫描电镜和透射电镜观察了直立碳纳米管在修饰Pt纳米颗粒前后的形态.该酶电极对葡萄糖的氧化表现出很好的响应,线性范围为1×10-5～7×10-3mol/L,响应时间小于5s,并且有很好的重现性.     

基于六元环生长机理高产制备碳纳米管

基于六元环生长机理,以苯为前驱物高产率地制备了多壁碳纳米管。通过调变及优化催化剂的组成和用量、苯通量、生长温度等参量,碳纳米管的最高产率可达859wt%。高分辨透射电子显微镜、扫描电子显微镜、热重-差热分析仪、X射线衍射等分析结果表明,本方法制得的碳纳米管产物的直径约20 nm,纯度高,具有良好的石墨化程度。     

碳纳米管的酞菁钴修饰及其对香兰素的电催化性能

通过酰胺化反应制备了四-2,9,16,23-氨基酞菁钴(TAPcCo)与多壁碳纳米管(MWCNTs)的复合材料,红外光谱、扫描电镜和紫外可见吸收光谱分析表明复合材料中酞菁分子与碳管之间是通过酰胺键结合的,紫外吸收光谱还表明两者之间存在着强烈的电子相互作用。同时还研究了复合材料修饰的玻碳电极对香兰素(VNL)的电催化作用。循环伏安法表明,修饰电极对VNL有着良好的电催化活性,相对于裸玻碳电极VNL在修饰电极上峰电位负移了20mV,峰电流增大了12倍,且VNL在电极表面的反应受吸附控制。方波伏安法证实了这一反应过程中有质子参与。同时,方波伏安法研究还发现:峰电流与香兰素浓度在4.2μmol·L-1～5mmol·L-1范围内呈良好的线性关系,检出限(3.3S/N)为0.44μmol·L-1。     

Production of Carbon Nanotubes on Different Metal Supported Catalysts

Multiwall carbon nanotubes have been prepared by catalytic chemical vapor deposition (CCVD) method in high yield using various metals supported on different supports. Measurements by transmission electron microscopy (TEM) revealed the presence of high quality nanotubes on each catalyst, however, comparing the different catalysts in nanotube production it can be stated that beyond metals, the support also affects both the quality and the quantity of nanotubes.     

分叉碳纳米管的催化生长

Branching carbon nanotubes were synthesized by pyrolysis of acetylene at 700℃ over oxygen-free copper and γ-Al₂O₃-supported Cu unitary or Cu/Fe binary catalysts. The morphologies of the as-grown products were charac-terized by transmission electron microscopy. The results indicated that the branching structures were closely related to the Cu component of the catalysts. We proposed that the special electronic structure (3d¹⁰4s¹) of Cu play the crucial role in the formation of the heptagon defects related to the branching structures.     

甲烷在流态化催化剂床裂解生长多壁碳纳米管

甲烷在流态化催化剂床裂解生长多壁碳纳米管;多壁碳纳米管;Ni-Mg-O催化剂;甲烷;流化床;催化化学蒸汽沉积法     

Carbon Nanotubes Grown on Sepiolite as Catalyst Carrier

Multi-walled carbon nanotubes were synthesized by the catalytic decomposition of acetylene at 750℃ over sepiolite powder,which was treated with aqueous cobalt nitrate. It is expected that the composite with high specific area will have high capacity of hydrogen storage.     

竹节状碳纳米管有序阵列的合成和表征

用1,4-偶氮二异丁基腈作碳源,以载有催化剂Co的多孔Al₂O₃膜作模板,用化学气相沉积法在较低温度(600℃)下方便地制得了单分散碳纳米管有序阵列。透射电子显微分析表明,所得碳纳米管的形态为竹节形状,端口是闭合的,这和同样用Al₂O₃膜作模板但以乙烯或乙炔作碳源热分解制得的中空碳纳米管的情形明显不同。对该纳米管的生成机理进行了初步探讨。     

纳米碳管电极的制备与电化学检测性能研究

纳米碳管由于其独特的物理和化学性能及广阔的应用前景而备受关注,其相关研究涉及到众多领域[1￣3]。在电化学分析领域,与其它碳电极材料相比,纳米碳管电极具有较大的电极表面积和较高的电子传递速率,其使用能增大响应电流、降低检出限,是目前电化学分析电极中一个十分引人注目     

微波等离子体化学气相沉积法低温制备直纳米碳管膜

Among the three main methods for the synthesis of carbon nanotubes (CNTs)， chemical vapor deposition (CVD) has received a great deal of attention since CNTs can be synthesized at significantly low temperature. Plasma chemical vapor deposition methods can synthesize CNTs at lower temperature than thermal CVD. But in the usual catalytic growth of CNTs by CVD， CNTs are often tangled together and have some defects. These will limit the property research and potential applications. How to synthesize the straight CNTs at low temperature becomes a challenging issue. In this letter， straight carbon nanotube (CNT) films were achieved by microwave plasma chemical vapor deposition (MWPCVD) catalyzed by round Fe-Co-Ni alloy particles on Ni substrate at 610℃. It was found that， in our experimental condition， the uniform growth rate along the circumference of round alloy particles plays a very important role in the growth of straight CNT films. And because the substrate is conducting， the straight CNT films grown at low temperature may have the benefit for property research and offer the possibility to use them in the future applications.     

多分叉和铁填充碳纳米管的合成与表征

以二环戊二烯和二茂铁为前驱体,通过化学气相沉积法可控地制备了多分叉的碳纳米管,在其分叉处观察到铁填充物。通过调变前驱物的比例、生长温度等条件能够有效地调变填充物Fe的含量。结果表明,前驱体中二茂铁的相对含量越高,分叉和填充现象越明显,说明铁物种在分叉形成中起重要作用。随着分叉次数的增加,支管的直径显著减小。