室温下镀钯多壁碳纳米管对苯的气敏响应特性

在酸氧化后的多壁碳纳米管上化学还原镀钯,用水将镀钯后的碳管清洗至中性并配制成悬浊液,将悬浊液旋涂在真空溅射的叉指金电极表面,干燥后作为气敏膜,把气敏膜暴露于一定浓度的苯气体中,检测传感器的电流变化,并计算其灵敏度。镀钯后的多壁碳管在室温下对苯响应和回复迅速,电导变化与苯气体的浓度呈良好的线性关系,其线性回归方程y=0.0041x 0.1288,r=0.9546。Pd颗粒对苯分子和碳管壁结构缺陷间的电子转移的促进作用可能是多壁碳管镀钯后产生良好气敏响应的原因。     

功能化碳纳米管表面高分散的钯纳米粒子在碱性溶液中的甲醇氧化行为

本工作中在水溶液体系中以芳烃重氮盐修饰的多壁碳纳米管(MWNT)为载体构筑了钯(Pd)纳米粒子碳纳米管复合结构。以MWNT的侧壁上C-C共价键接的氨基苯甲酸为沉积活化中心,制备了高分散高催化活性的钯(Pd)纳米粒子。结构成分和形貌分别用XRD和TEM表征。循环伏安(CV) 和交流阻抗的研究表明上述复合结构在碱性溶液中对甲醇的电催化氧化有很高的活性及稳定性。芳烃重氮盐修饰的MWNT是一种非常好的催化剂载体,而Pd-MWNT复合材料在燃料电池有着广泛的应用前景。     

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...     

基于聚酰胺-胺功能化碳纳米管负载钯纳米粒子的过氧化氢传感器

采用电化学法将钯纳米粒子(PdNPs)沉积在第四代聚酰胺-胺树状大分子(G4.0 PAMAM)功能化碳纳米管(MWCNTs)复合材料(G4.0-MWCNTs)修饰的玻碳电极表面,构建了一种新型过氧化氢(H2O2)传感器。采用场发射扫描电镜、循环伏安法和电化学阻抗谱对修饰电极进行表征,结果表明,大量高分散的PdNPs沉积在G4.0-MWCNTs修饰的电极上,修饰电极对H2 O2还原具有优异的电催化性能。在优化条件下,H2 O2浓度在1.0×10-9~1.0×10-3 mol/L范围内与电流响应呈线性关系,检出限为3×10-10 mol/L (S/N=3),测定血清实样加标回收率在96.7％~103.1％之间。     

钯铜合金纳米复合物电化学检测对乙酰氨基苯酚

通过水热合成法将钯铜(PdCu)纳米粒子负载于多壁碳纳米管(MWCNTs),从而制备了多壁碳纳米管钯铜纳米复合材料(PdCu@MWCNTs)。该复合物电子传递阻力低,比表面积大,具有良好的电催化活性。将该纳米复合材料修饰在玻碳电极上实现了对乙酰氨基苯酚(PCT)的灵敏检测。在最优的实验条件下,峰电流与对乙酰氨基苯酚浓度在0.15μmol/L～60μmol/L之间线性良好,相关系数R²=0.990,检出限(S/N=3)为0.13μmol/L。该传感器具有良好的选择性,稳定性和重复性,可用于市售剂中对乙酰氨基苯酚的检测。     

碳纳米管负载金属卟啉电催化剂制备及其催化活性

采用微波合成法制备了多壁碳纳米管负载钴卟啉(CoTMPP/MWNT)电催化剂,利用透射电子显微镜对催化剂微观结构进行了表征,并通过旋转圆盘和旋转环盘技术对电催化剂的氧还原活性进行了评价.结果表明,与有机回流合成法制备的催化剂相比,微波法合成的CoTMPP/MWNT催化剂具有更好的氧还原性能,半波电位正向移动110mV;与多孔碳为载体的CoTMPP/BP2000催化剂相比,多壁碳纳米管为载体的CoTMPP/MWNT电催化剂的起始电位高10mV,还原电流损失低21%,表现出更好的氧还原活性和稳定性.在CoTMPP/MWNT电催化剂表面进行的氧还原过程中电子转移数为3·6,H2O2生成量为18%.MWNT独特的电子特性、强抗腐蚀能力及其与活性钴离子之间的相互作用有助于改善催化剂的氧化还原性能.     

碳纳米管薄膜晶体管中的接触电阻效应

利用不同功函数的金属作为接触电极,研究了网络状碳纳米管薄膜晶体管(CNT-TFT)的接触电阻效应。研究表明金属Pd与碳纳米管薄膜形成良好的欧姆接触, Au则形成近欧姆接触,这两种接触的器件的开态电流和迁移率较高。Ti和Al都与碳纳米管薄膜形成肖特基接触,且Al接触比Ti接触的势垒更高,接触电阻也更大,相应器件的开态电流和迁移率都较低。该结果表明对于CNT-TFT仍然可以通过接触来调控器件的性能,这对CNT-TFT的实用化进程具有重要的促进作用。     

基于多壁碳纳米管和纳米金修饰电极测定特殊序列DNA的电化学生物传感器的制备

基于多壁碳纳米管和纳米金复合膜修饰电极制备了特殊序列的靶DNA的电化学生物传感器.该传感器以六氨基合钌为杂交指示剂,用差示脉冲伏安法进行检测DNA杂化,其响应信号与靶DNA浓度在1.0×10<'-12>～1.0×10<'-7>mol/L范围内呈线性关系,检测限达3.5×10<'-13>mol/L.该传感器能区分单碱基错配的靶DNA.     

多壁碳纳米管的制备及改性处理

用自制的镍 硅二元气凝胶作催化剂,合成了多壁碳纳米管.甲烷在680℃催化裂解120min,再升温至800℃继续裂解20min,得到多壁碳纳米管.TEM、HRTEM和Raman光谱分析表明,所得多壁碳纳米管与高定向石墨具有相似的层状结构,其管径分布均匀,约15～30nm左右,长径比大,管端封闭,并含有金属催化剂粒子;采用不同方法改性处理,发现经过稀硝酸浸泡和空气氧化处理后,能去除碳管中金属催化剂,同时碳纳米管管长变短,端帽开口,能有效利用内表面,比表面积增大.     

纳米丝负载钯催化剂的制备及催化烯烃加氢性能研究

利用电纺丝技术制备出苯乙烯-丙烯腈共聚物负载钯的纳米丝催化剂.对催化剂进行了SEM、TEM、IR和XPS的测试.所制备的催化剂对α-己烯催化氢化结果表明,该催化剂在常温、氢气常压下具有很高的催化活性和较好的重复使用性,并且催化氢化过程中存在烯烃的异构化反应.实验结果表明,反应时间为150min时纳米催化剂A对α-己烯催化加氢生成正己烷的转化率是传统催化剂PdCl2/-γAl2O3的4.7倍.     

L-色氨酸功能化多壁碳纳米管的制备与表征

采用L-色氨酸作为修饰剂,制备了一种新型功能化的多壁碳纳米管,并对其进行了表征。红外光谱和电化学实验均证实碳纳米管和色氨酸是通过酰胺键共价键合的。其中,循环伏安实验中0V附近羧基峰的消失与红外光谱中N-酰化氨基酸的—C=O峰的形成相对应,证明了共价键的形成。     

聚合酞菁铁/多壁碳纳米管复合材料的制备及氧还原催化性能

采用高效、 便捷的微波合成法制备了4种不同结构的聚合酞菁铁/多壁碳纳米管(Poly-FePc/MWCNTs)复合材料并进行了表征. 结果表明, 聚合酞菁铁均匀地包裹在多壁碳纳米管上. 利用线性扫描电位法(LSV)和电化学阻抗法(EIS)对材料的氧还原催化活性进行了研究, 发现FePPc/MWCNTs复合材料具有最好的氧还原催化活性. 采用X射线光电子能谱(XPS)和X射线吸收精细结构光谱(XAFS)研究了Poly-FePc/MWCNTs复合材料中酞菁铁结构变化与氧还原催化性能的相关性. 结果表明, FePPc/MWCNTs复合材料中Fe-N₄接近平面结构, 聚合酞菁铁能够更好地与MWCNTs产生协同作用, 从而加速氧还原过程中电子的转移, 提高氧还原活性.     

多壁碳纳米管对微量苯二氮卓类药物的吸附性能研究

研究了静态吸附条件下多壁碳纳米管(MWCNTs)对地西泮、艾司唑仑、阿普唑仑和三唑仑 4种苯二氮卓类药物的吸附性能,10 min内能达到吸附平衡.MWCNTs对药物的吸附容量随药物浓度的增加而增加,最小初始浓度时MWCNTs对4种药物的静态吸附容量分别为7.95、7.88、7.99和7.73 mg/g,吸附容量较大.295、303和313 K温度下的吸附实验表明,吸附容量随温度的升高而减小,降低温度有利于药物的吸附.对不同温度下的吸附等温线采用Freundlich和Langmuir方程进行拟合,结果显示Langmuir方程具有更好的拟合效果.在动态吸附条件下穿透体积的测定显示MWCNTs对药物也具有大的吸附容量且萃取回收率高达90%以上.     

聚吡咯/多壁碳纳米管及其聚氨酯导电复合材料的制备和性能

以羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)做模版剂,采用化学氧化法将吡咯(Py)在羧基化MWCNTs表面聚合制备PPy/MWCNTs导电材料,将其添加到溶剂型聚氨酯(PU)溶液中制备了PPy/MWCNTs/PU导电复合材料,研究了Py用量对PPy/MWCNTs及其PU复合材料性能的影响.研究表明,随Py用量的增加,PPy/MWCNTs的长度不变,管径增大,sp~2和sp~3杂化C含量先提高后减少,N的掺杂梯度降低,PPy/MWCNTs的导电率高于羧基化MWCNTs和PPy.当Py用量为羧基化MWCNTs的20%时,其导电率最大.PPy/MWCNTs中N元素的掺杂程度及其管径变化是引起PPy/MWCNTs/PU复合材料的性能不同的主要原因.增加Py用量,MWCNTs中亲水的羧基因对PPy掺杂而消耗,相同导电材料用量时纳米导电粒子数目相对减少,PPy/MWCNTs/PU复合材料的耐水性能提高,定向应力、储能模量和玻璃化温度降低,导电率先增加后减小.当Py用量为羧基化MWCNTs的15%时,导电率最大.     

基于Sol-gel膜和多壁碳纳米管/铂纳米颗粒增效的电流型L-乳酸生物传感器

构建了基于多壁碳纳米管(Multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)和铂纳米颗粒(Pt-nano)的电流型L-乳酸生物传感器。将Sol-gel膜覆盖在L-乳酸氧化酶(L-lactate oxidase,LOD)和MWCNTs/Pt-nano修饰的电极表面。实验结果表明:传感器的最佳工作条件为:检测电压0.5V;缓冲液pH6.4;检测温度25℃。此传感器的响应时间为5s,灵敏度是6.36μA/(mmol/L)。连续检测4星期其活性仍保持90%,线性范围为0.2～2.0mmol/L,且抗干扰能力强。在实际血样的检测中,此传感器与传统的分光光度法具有很好的一致性。     

聚氨酯接枝多壁碳纳米管的制备及表征

采用两步法成功地将聚氨酯分子链以共价键连接到碳纳米管表面. 首先将聚丙烯酰氯通过与强酸氧化后多壁碳纳米管表面产生的羟基及少量羧基之间的化学反应共价接枝到碳纳米管表面; 然后将接枝到碳纳米管表面的聚丙烯酰氯与端羟基聚氨酯发生酯化反应, 实现了聚氨酯对碳纳米管的表面共价接枝. 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM) 和热重分析(TGA)等对接枝后的产物进行了表征, 结果表明, 聚氨酯已共价接枝到碳纳米管表面, 被接枝的聚合物的含量接近90%.     

多壁碳纳米管表面对硝基苯酚印迹复合材料的制备与吸附性能

以多壁碳纳米管表面接枝的L-苯丙氨酸为结合位点, 甲基丙烯酸为功能单体, 乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂, 采用沉淀聚合技术, 在碳纳米管表面制备了对硝基苯酚印迹复合材料. 采用红外光谱和扫描电镜研究了该印迹复合材料的结构和形貌, 结果表明, 在碳纳米管表面接枝了一层稳定的印迹材料. 采用高效液相色谱研究了该印迹材料的等温吸附性能, 结果表明, 该印迹材料对模板分子具有较大的吸附容量(Qmax=80.5 μmol/g)和良好的选择吸附性能(选择因子达2.5). 以该印迹材料作为固相萃取吸附剂, 研究了它对对硝基苯酚和其它结构类似物混合溶液的动态吸附性能, 结果表明, 印迹复合材料对对硝基苯酚的吸附容量不受结构类似物浓度的影响, 能较好地应用于对硝基苯酚的分离富集检测.     

钾掺杂多壁纳米碳管储氢性能研究

使用自制的钴催化裂解碳氢气法制备多壁纳米碳管,并对其进行退火、掺杂等一系列预处理,然后使用高压高纯氢源,在中压(12 MPa)和室温条件下,进行钾掺杂多壁纳米碳管的储氢性能实验.结果表明:预处理对纳米碳管的储氢性能有很大影响.实验条件下,经过氮气退火,并在1.0 mol/L硝酸钾溶液中掺杂的多壁纳米碳管吸氢量最大(H/C质量分数为3.2%).上述样品在室温下的放氢量一般不超过其吸氢量的50.8%.