碳纳米管的水热-182模板合成及在锂离子电池中的应用

结合模板技术与水热法合成了具有管端开口结构的碳纳米管.采用X射线衍射与电镜对该碳纳米管进行了结构与形貌的表征.电化学测试结果表明,相对于气相沉积法合成的多壁碳纳米管,该方法合成的碳纳米管具有更高的比容量和更好的循环性能.     

取向碳纳米管/高分子新型复合材料的制备及应用

碳纳米管/高分子复合材料已经被广泛研究, 但长期以来存在一个共同而关键的挑战, 即碳纳米管无规聚集, 结构难以调控, 性能无法满足应用需要. 本工作提出了制备取向碳纳米管/高分子复合材料的一种新方法, 获得块状、膜状、纤维状复合材料, 制备的关键步骤是通过化学气相沉积法合成可纺的高质量碳纳米管阵列. 该方法简单易行, 具有较好的普适性. 由于碳纳米管取向排列, 复合材料具有优异的物理性能, 如碳纳米管取向后复合材料的机械强度和导电率可分别提高一个和三个数量级. 在此基础上, 进一步探讨取向碳纳米管/高分子复合材料作为新型电极在有机太阳能电池中的应用.     

高利用率多壁碳纳米管负载金铂合金纳米粒子催化剂在碱性溶液中的甲醇电催化氧化性能研究

使用乙二醇还原法合成了一系列高利用率多壁碳纳米管负载的金铂双金属纳米粒子电催化剂,在碱性溶液中由循环伏安和计时电流法测试该AuPt催化剂对于甲醇氧化反应的电催化活性.透射电子显微镜、X射线衍射与X射线能谱观测催化剂形貌,表征催化剂结构.结果表明,金铂双金属纳米粒子均匀分散在碳纳米管上,催化剂具有良好甲醇电氧化性能.实验表明Au/Pt/MWCNTs比为10∶8∶32(bymass)时,该催化剂具有最高甲醇电氧化峰电流密度与最负起始氧化电位.     

聚苯乙烯修饰碳纳米管表面的研究

利用原子转移自由基聚合方法合成了端基具有一个卤素的聚苯乙烯, 并通过叠氮化反应得到端基为叠氮基团的聚苯乙烯. 利用叠氮基与单壁或复壁碳纳米管的反应， 将聚苯乙烯接到碳纳米管的表面上, 实现了碳纳米管的化学修饰. 通过FTIR, XPS, TEM, UV和Raman光谱等技术证明了聚苯乙烯以共价键形式结合到碳纳米管表面上. 利用TGA估算出连接在碳纳米管上的聚苯乙烯的含量, 并推测出复壁碳纳米管中较多的结构缺陷更有利于聚合物的接枝.     

超支化聚对氯甲基苯乙烯修饰碳纳米管表面的研究

用原子转移自由基聚合(ATRP)与自缩合乙烯基聚合(SCVP)相结合合成超支化聚合物聚对氯甲基苯乙烯(PCMS),该聚合物每个分枝均以卤素原子封端. 用叠氮化反应将卤素原子转换为—N3. 通过—N3与单壁或复壁碳纳米管反应将超支化聚合物接到碳纳米管的表面上, 实现了碳纳米管的化学修饰. 通过FTIR, XPS, TEM和Raman光谱等证明PCMS是以共价键形式结合到碳纳米管表面上的. 利用TGA估算出碳纳米管表面的修饰密度, 证明用超支化结构大量的端基可反应的官能团可以改善聚合物对碳纳米管的修饰效果.     

基于碳纳米管/钯纳米粒子复合材料的电化学传感平台

在碳纳米管存在下合成了直径2~10nm的钯纳米粒子,利用全氟磺酸盐聚合物Nafion溶解碳纳米管/钯纳米粒子复合物,构建了检测H2O2的电化学传感平台.循环伏安法证实所合成的钯纳米粒子在复合材料中保持了其电化学活性,该纳米复合物对H2O2具有催化能力.将葡萄糖氧化酶固定在碳纳米管/钯纳米粒子复合物修饰的玻碳电极上,制备...     

利用无水乙醇分解制备碳纳米管

利用CVD法高温分解无水乙醇,以分子筛（合成皂石）基体上的Fe颗粒为催化剂,制备出了管壁更薄、端部为开口结构的碳纳米管.本实验制备出的碳纳米管,相对于传统CVD方法制备出的碳纳米管,在实验条件控制稳定的情况下,管壁较直、缺陷较少、管内径较大.具有这样结构的碳纳米管在储氢等方面应具备更为优良的效果,从而有着潜在的应用前景.     

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.     

多级结构ZSM-5沸石分子筛的合成及其Mo基催化剂在甲烷无氧脱氢芳构化中的应用

以经盐酸预处理的碳纳米管为第二模板,在不添加其它有机溶剂的情况下,仅通过控制晶化条件,即采用变温水热晶化法合成具有多级结构的ZSM-5分子筛.通过x射线衍射、红外光谱测试、透射电镜和N2吸附对合成的分子筛进行了表征,结果表明,该合成分子筛呈近球形,是由纳米棒自组装形成的具有多级结构的亚微米球.该分子筛改性后用于甲烷无氧脱氢芳构化反应,显示出良好的催化性能,甲烷转化率最初达到19%,反应至24 h时甲烷转化率仍保持在10%左右,并且保持了较高的芳香物选择性(达到50%以上).     

碳纳米管在肿瘤诊断与治疗研究中的新进展

碳纳米管具有独特的结构及性质,被广泛应用于生物医学领域.本文对碳纳米管在生物医学特别是肿瘤早期诊断以及治疗方面的研究现状进行了综述,分析了现有的研究特点,并展望了该领域的发展趋势.     

破碎-絮凝法分离细长碳纳米管与碳纤维

根据碳纤维与细长碳纳米管耐磨性能与絮凝沉降性能的差异，提出了一种有效分离细长碳纳米管与碳纤维的物理方法——破碎-絮凝法.该方法包括研磨破碎、液相分散、絮凝沉降、过滤分离等步骤，可高效去除混杂于细长碳纳米管样品中的碳纤维，同时还可去除螺旋状碳纤维及细小碳颗粒等易悬浮杂质.纯化过程对细长碳纳米管无损伤.用电子显微镜和热重分析表征了纯化效果，并初步分析了纯化机理.     

Preparation and electrocatalytic properties of gold nanoparticles loaded carbon nanotubes

Here, we report a new method of preparation of gold nanoparticles loaded carbon nanotubes (Au/CNTs) and the eleltrocatalystic properties of the obtained Au/CNTs as composite catalyst. This method shows advantages as it is easy to wash sodium citrate and the particle size of Au nanoparticles could by controlled by pH.     

AAO模板法生长碳纳米管阵列及形成机理研究

采用阳极刻蚀法制备得到多孔氧化铝模板(AAO)，通过在二茂铁苯溶液中浸润而后热解的方法，得到内壁附着纳米铁颗粒的AAO模板。用化学气相沉积(CVD)法在AAO模板孔内生长出两端开口的碳纳米管(CNTs)阵列。仅用盐酸浸泡就可除去CNTs表面上的催化剂颗粒，得到高纯的CNTs阵列。高分辨透射电镜(HRTEM)和拉曼图谱(Raman)表明CNTs具有很低的石墨化结构。通过对CNTs形貌和形成过程的剖析，认为AAO模板孔道的导向作用以及模板孔内壁催化剂铁颗粒大小分布不均是形成低石墨化碳纳米管的主要原因。     

一维纳米炭/竹炭的制备及其对Pb~(2+)的吸附

以二甲苯为炭源、二茂铁为催化剂,采用CVD法在竹炭上催化气相生长了一维纳米炭,采用扫描电镜、透射电镜及氮吸附仪等对一维纳米炭/竹炭的形貌、微结构及比表面积进行了表征,并研究了一维纳米炭/竹炭复合材料对重金属离子Pb2+的吸附性能.结果表明,采用CVD法可以在竹炭上生长一维纳米炭,且随着气相生长时间的延长,竹炭上的一维纳米炭变得更加浓密而均匀.竹炭上生长一维纳米炭后,对Pb2+的吸附能力增强,硝酸氧化处理可以进一步提高一维纳米炭/竹炭对Pb2+的吸附能力.     

Synthesis and characterization of unbranched and branched multi-walled carbon nanotubes using Cu as catalyst

Unbranched and branched carbon nanotubes (CNTs) were synthesized by catalytic chemical vapor deposition from methane at 900 °C over a Cu/MgO catalyst. Morphology and structure of the CNTs were characterized by scanning and transmission electron microscopy, and Raman spectroscopy. The effect of methane flow rate on the CNT growth was investigated. The results suggest that the products were transformed from unbranched to branched CNTs with an increase in methane flow rate. The simplicity and controllability of such a preparation technique make it a promising method to synthesize different carbon nanotube structures.     

Multipurpose organically modified carbon nanotubes: from functionalization to nanotube composites

We show that covalent functionalization of carbon nanotubes (CNTs) via 1,3-dipolar cycloaddition is a powerful method for enhancing the ability to process CNTs and facilitating the preparation of hybrid composites, which is achieved solely by mixing. CNTs were functionalized with phenol groups, providing stable dispersions in a range of polar solvents, including water. Additionally, the functionalized CNTs could easily be combined with polymers and layered aluminosilicate clay minerals to give homogeneous, coherent, transparent CNT thin films and gels.     

石墨烯负载镍催化CO_2加氢甲烷化

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),经水合肼还原得到石墨烯(RGO),通过浸渍法制备了石墨烯负载的镍基催化剂(Ni/RGO);对其催化二氧化碳甲烷化反应的性能进行了研究,并与以碳纳米管(CNTs)和活性炭(AC)为载体负载的Ni基催化剂进行了比较.由于催化剂的载体分别为RGO,CNTs和AC,所以Ni将会表现出不同的形态.利用红外光谱(FTIR)、比表面积(BET)测试、程序升温还原(H2-TPR)、X射线衍射(XRD)分析和透射电子显微镜(TEM)等表征手段对其结构及物理性质进行了表征.结果表明,Ni/RGO具有相对较大的比表面积(316 m~2/g),Ni在Ni/RGO上的颗粒尺寸(5.3 nm)小于其在Ni/CNTs(8.9 nm)和Ni/AC(11.6 nm)上的颗粒尺寸;该催化剂在二氧化碳甲烷化反应中具有更高的催化活性和选择性,而且具有良好的使用寿命.     

Design and characterization of three-dimensional carbon nanotube foams

We demonstrate a new method that makes use of colloidal silica templates to fabricate porous three-dimensional architectures of carbon nanotubes (CNTs). CNTs were grown on monolayered and multilayered structures of colloidal silica using chemical vapor deposition. Porous CNT membranes and three-dimensional carbon nanotube foams were obtained by treating these silica-CNTs structures with HF. The membranes and foams of CNT so obtained were chemically and mechanically stable and were characterized by using scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy.     

Polymer crystallization-driven, periodic patterning on carbon nanotubes

We report herein a unique means to periodically pattern polymeric materials on individual carbon nanotubes (CNTs) using a controlled polymer crystallization method. One-dimensional (1D) CNTs were periodically decorated with polymer lamellar crystals, resulting in nano-hybrid shish-kebab (NHSK) structures. The periodicity of the polymer lamellae varies from 20 to 150 nm. The kebabs are approximately 5-10 nm thick (along CNT direction) with a lateral size of approximately 20 nm to micrometers, which can be readily controlled by varying crystallization conditions. Both polyethylene and Nylon 66 were successfully decorated on single-walled carbon nanotubes (SWNTs), multiwalled carbon nanotubes (MWNTs), as well as vapor grown carbon nanofibers (CNFs). The formation mechanism was attributed to "size-dependent soft epitaxy". Because NHSK formation conditions depend on CNT structures, it further provides a unique opportunity for CNT separation. The reported method opens a gateway to periodically patterning polymers and different functional groups on individual CNTs in an ordered and controlled manner, an attractive research field that is yet to be explored.     

磺化碳纳米管/活性炭复合微球的制备及其对低密度脂蛋白的吸附性能

采用悬浮聚合、炭化、活化制得碳纳米管/活性炭复合微球; 而后利用重氮盐偶合法将对氨基苯磺酸接枝到此复合微球上, 得到磺化碳纳米管/活性炭复合微球; 将其用于吸附血清中的低密度脂蛋白(LDL). 结果表明: 所制备的磺化碳纳米管/活性炭复合微球球形度好, 表面光洁, 中孔发达, 并且接枝有对氨基苯磺酸. 此复合微球对LDL的吸附量随着碳纳米管加入量的增加而逐渐增大; 当碳纳米管加入量为45% (w)时, LDL吸附量达6.564 mg·g^-1, 是未添加碳纳米管的3.3倍. 此复合微球在作为血液灌流LDL吸附剂方面有较好的应用前景.