多壁碳纳米管阵列场发射研究

研究了Ar离子束轰击及温度对多壁碳纳米管阵列场发射性能的影响.经Ar离子轰击35min后，发现阵列顶端的Fe催化剂颗粒明显减少，弯曲的顶部被轰击掉，使碳纳米管的场发射电流明显减小而场发射像无明显改变.温度的增加引起碳纳米管的场发射电流也随之增加.还研 究了在透明阳极技术中涂在阳极的荧光粉对场发射电流的影响.对同一碳纳米管阵列样品，发现涂有荧光粉的透明阳极使测量到的场发射电流大幅度减小，只是未涂荧光粉阳极电流的 1/30左右.直接用二氧化锡导电膜作阳极时，测得样品的开启场强为1.0V/μm.沉积了荧光粉的二 关键词： 多壁碳纳米管 场发射     

碳纳米管振荡的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟方法,模拟了三种碳纳米管振荡器内管的振荡运动.结果显示：振荡器的内管越短,振荡的频率越大,且受到的轴向回复力的波动也越大.内管在沿着管轴振荡的同时,还绕着管轴旋转,转动的动能有明显涨落并与内管管长密切相关.该研究对于开发碳纳米管的相关应用技术有指导意义. 关键词： 分子动力学模拟 多壁碳纳米管 振荡     

基于HRTEM和Raman分析定向多壁碳纳米管阵列的生长机理

以二茂铁、二甲苯为前驱体,石英为衬底,在850 oC的管式炉内采用化学气相沉积法制备出了定向碳纳米管阵列. 高分辨透射电子显微镜和拉曼光谱的结果表明：碳纳米管阵列具有良好的定向性和多壁管状结构,石墨化程度高,并且只在表面存在少量单壁碳纳米管.定向多壁碳纳米管阵列的生长模式为“底部”生长模式,即在生长的初期,当催化剂颗粒较小时,析出的碳原子生成了单壁碳纳米管或与其性质类似的多壁碳纳米管(一般层数小于5层);催化剂颗粒逐渐长大后,大量的碳原子析出后生成了普通的多壁碳纳米管,从而形成了单壁碳纳米管只存在于碳纳米管阵列膜表面和多层碳纳米管膜表面与界面的现象.     

多壁碳纳米管长度对导热硅脂导热性能的影响

本文以多壁碳纳米管为添加材料用于改善导热硅脂的导热性能,分别研究了碳纳米管长度和碳管表面改性对硅脂热性能的影响。结果表明碳管长度对硅脂的热性能有明显影响,硅脂的导热性能会随着添加的MWCNT长度的增加而降低,只有当MWCNT的长度小于一定值后,才能有效提高硅脂的导热性能,否则可能会产生相反的效果。碳管表面的功能化处理能提高硅脂的导热性能。透射电子显微镜分析表明,经过表面改性的MWCNT表面发生明显变化,功能团的附着使得碳管之间的分散性增强,从而使添加了改性后的MWCNT/硅脂导热系数增大,热阻降低。     

不同激发波长下单壁碳纳米管与多壁碳纳米管的拉曼光谱比较

对不同激发波长下单壁和多壁碳纳米管的激光拉曼光谱进行了比较。发现单壁碳纳米管D峰强度和G峰强度的比值(ID/IG)几乎不随激发光子能量的改变而变化,多壁碳纳米管ID/IG值随着激发光子能量的增加以斜率0 3/eV减小。并对此现象进行了初步的分析。此外,还发现在1064nm激发波长下,单壁和多壁碳纳米管2500-3500cm-1之间拉曼峰的相对强度随着入射激光功率的增加而增加。     

多壁碳纳米管弯曲导致的扭转

文章介绍了多壁碳纳米管弯曲的分子动力学模拟,从原子尺度上解释了由于屈曲失稳而导致的起皱现象,并发现多壁碳纳米管弯曲时会呈现出非线性的力学响应。同时,在模拟过程中,观察到了弯曲诱发扭转的现象,并揭示出扭转变形的内在起因是曲率诱导的晶格错配。     

多壁碳纳米管弯曲导致的扭转

文章介绍了多壁碳纳米管弯曲的分子动力学模拟,从原子尺度上解释了由于屈曲失稳而导致的起皱现象,并发现多壁碳纳米管弯曲时会呈现出非线性的力学响应。同时,在模拟过程中,观察到了弯曲诱发扭转的现象,并揭示出扭转变形的内在起因是曲率诱导的晶格错配。     

富锂正极材料在全固态锂电池中的研究进展

开发高能量密度、长循环寿命、低成本和高安全性的全固态锂电池是发展下一代锂离子电池的重要方向之一.富锂层状氧化物正极材料由于阴阳离子协同参与氧化还原反应,可以提供更高的放电比容量(>250 mAh/g)和能量密度(>900 Wh/kg),将其应用于全固态锂电池中有望推动锂离子电池能量密度突破500 Wh/kg的中长期目标.然而,富锂正极材料的电子导电性差、阴离子氧的不可逆氧化还原反应以及循环中的结构相变,导致该材料在电化学循环过程中存在初始库仑效率低、循环稳定性差和电压衰退等问题.此外,富锂正极材料的工作电压较高(>4.5 V vs.Li/Li⁺),使正极/电解质之间不仅面临常规的界面化学反应,释放的氧还会加剧界面的电化学反应,对正极/电解质的界面稳定性提出了更高的要求.因此,富锂正极材料的本征特性和富锂正极/电解质间严重的界面反应极大限制了富锂正极材料在全固态锂电池中的应用.本文首先详细阐述了富锂正极材料在全固态锂电池中的失效机制,其次综述了近年来富锂正极材料在不同固态电解质体系下的研究进展,最后总结和展望了富锂全固态锂电池未来的研究重点和发展方...     

碳纳米管的纯化及其在聚乙烯醇中的分散

采用硫酸和硝酸混合酸对多壁碳纳米管(MWNTs)进行纯化,利用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)对MWNTs进行了表征;聚乙烯醇/乙醇(V/V=1:1)溶液分散MWNTs,循环伏安法(CV)测试了碳纳米管/聚乙烯醇膜修饰电极的电化学性能.实验结果表明,混酸处理可以提高碳纳米管的纯度及石墨化程度,并可以在碳纳米管上引入羧基功能团;碳纳米管可以均匀地分散在聚乙烯醇/乙醇溶液中并形成稳定的悬浮液,同时碳纳米管/聚乙烯醇膜修饰电极对苯二酚具有明显电化学催化活性.     

碳纳米管的离子束焊接研究

用C+离子束轰击多壁碳纳米管后, 发现了大量的由无定形碳纳米线组成的连接结构. 这种用高分辨透射电子显微镜和电子衍射分析确认的离子束焊接方法, 不但可以作为准备纳米电子（光子）学器件和线路的手段, 结合微操纵技术, 也有可能对其它系统器件排布的制作有所贡献.     

分子印迹-碳纳米管修饰电极检测扑热息痛

以扑热息痛为模板,邻苯二胺为单体,采用电聚合法制备了分子印迹-多壁碳纳米管复合膜修饰电极,研究了扑热息痛在该修饰电极上的电化学行为。结果表明,该修饰电极对扑热息痛的电极反应具有明显的电催化活性。该修饰电极对扑热息痛的方波伏安检测线性范围为2.0×10-6—8.0×10-5mol/L,检出限为1.0×10-8mol/L。该修饰电极显示了良好的稳定性和重现性。     

氢在多壁碳纳米管中的吸附储存

利用巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)的方法模拟了氢在多壁碳纳米管中的吸附,氢气分子之间、氢气分子和碳原子之间的相互作用势能采用Lennard-Jones势能模型。模拟了不同结构参数(管内径、管壁数、管壁间距)的多壁碳纳米管在77K和298K下的吸附等温线,分析了多壁碳纳米管的管内径、管壁数以及管壁间距对吸附性能的影响。模拟结果表明:多壁碳纳米管的管壁数和管壁间距对吸附性能的影响较明显;管壁数越少,管壁间距越大,其吸附性能越好;多壁碳纳米管的管内径对其吸附性能的影响甚微。     

多壁碳纳米管光限幅特性的研究

用化学气相沉积法制备了多壁碳纳米管,并将其溶解在甲苯溶液中.用波长为1064nm的皮秒脉冲激光测量该样品的透过率,发现了非常明显的光限幅特性.当入射光强较小时,透射光强度随入射光强度的增大而增大,输出与输入为线性关系;随着入射光强的增大,透射光强增长的速度明显变慢,并逐渐趋于饱和.当入射光强度较小时,样品的透过率接近100%;而当入射光强为8GW/cm²时,非线性透过率达到30%.根据三光子吸收理论计算,理论拟合与实验结果非常符合,说明多壁碳纳米管的三光子吸收产生了光限幅效应.实验测 关键词： 多壁碳纳米管 光限幅 三光子吸收     

多壁碳纳米管中的多通道弹道输运特性

借助于扫描电子显微镜中可移动金属探针的测量系统,实现了探针电极与W衬底上生长的单根多壁碳纳米管一端的完美接触.研究了单根多壁碳纳米管室温下的电输运特性,发现多壁碳纳米管具有非常高的电流承载能力.对于直径100nm的碳纳米管,其电阻为34.4Ω,流经碳纳米管的最大电流可达7.27 mA,对应的电导为 460—490G0 .这一实验结果表明,大直径的多壁碳纳米管在室温下可以实现多通道弹道输运,是未来纳电子器件与电路的理想互联导线.     

水溶性多壁碳纳米管/铜酞菁染料

采用化学氧化法制备了可溶性多壁碳纳米管,借助超声作用把可溶性多壁碳纳米管分散在水中形成水溶胶,采用自组装技术制备了可溶性多壁碳纳米管/铜酞菁染料的复合薄膜,采用原子力显微镜、红外光谱、吸收光谱和荧光光谱对可溶性多壁碳纳米管及其水溶胶、自组装复合薄膜进行了表征.实验结果显示多壁纳米碳管水溶胶具有较好的组装成膜性能,吸收光谱结果表明染料分子在膜内形成了J聚集体,荧光光谱结果表明复合薄膜的荧光来自于铜酞菁染料,引入多壁碳纳米管对染料分子的荧光发射特性有一定影响.     

不同参数多壁碳纳米管的拉曼光谱研究

拉曼光谱是进行碳材料结构与性质研究的有力手段,为了研究多壁碳纳米管(MWCNT)的管径和长度对其拉曼光学性质的影响,本研究对一系列不同管径和长度的多壁碳纳米管进行拉曼光谱的测试和分析。研究发现: 与高取向的石墨相比,多壁碳纳米管一阶拉曼光谱的G峰中心和D峰中心都会向低波数发生不同程度的红移;MWCNT两个主要特征峰(G峰和D峰)峰强在其他条件相同的情况下,与MWCNT的管径成正比,与长度成反比;G峰的频移与MWCNT的管径和长度两个因素密切相关,与管径成反比关系(这与单壁碳纳米管的径向呼吸模有着一致的结果),与管长成正比关系,而D 峰的频移受MWCNT的管径和长度的影响很弱,并对此现象进行了初步分析。在此基础上,我们以MWCNT的长径比为横坐标,G峰频移为纵坐标作图,进行线性拟合,得到了G峰频移与长径比成一定的线性递增关系。采用同样的分析方法,我们将G峰和D峰强度分别对MWCNT的长径比作图,进行线性拟合,得到了G峰和D峰强度分别与MWCNT的长径比成一定的线性递减关系。     

γ射线辐照下多壁碳纳米管结构转变过程研究

采用60Coγ射线辐照纯净的多壁碳纳米管,用高分辨透射电镜和拉曼光谱,研究了多壁碳纳米管由石墨结构向无定形结构转变的演化过程.发现在γ射线辐照下,碳纳米管的外部石墨层逐渐失去最初的有序结构而向无定形结构转变.而且,随着γ射线辐照剂量的增加,无定形结构不断推进,而石墨层结构则不断减小,直至使整个碳纳米管变为一个中空的无定形纳米线结构.用原子位移理论和溅射机理对这种转变过程进行了分析.γ射线轰击碳纳米管击出碳原子,碳原子停留在晶格的间隙位置上产生间隙原子,在它原来的平衡位置则留下一个空位.当轰击粒子动能足够大时导致碰撞级联效应,无序结构增加.多数空位和间隙原子可能相互复合而彼此退火,但仍有少数原子作为间隙原子而造成晶格进一步缺陷.辐射也可以引起碳原子的溅射,溅射出来的碳原子沉积在碳纳米管的外壁上形成一层无定形碳结构.     

多壁碳纳米管/聚丙烯复合材料热导率研究

用Pt细丝代替已有3ω方法中的薄膜热线,并设计了基于Labview程序的虚拟测量系统,准确、方便地测量了聚丙烯复合材料的热导率. 测量结果发现,多壁碳纳米管/丁苯橡胶/聚丙烯三元复合材料的热导率随着多壁碳纳米管/丁苯橡胶粉末含量的增加变化不大;多壁碳纳米管/聚丙烯复合材料的热导率随着多壁碳纳米管含量增加而增大;复合材料热导率远小于简单混合规则预测的结果,而与有效介质理论符合很好. 关键词： ω法')" href="#">3ω法 多壁碳纳米管 聚丙烯复合材料 热导率     

聚茜素红S功能化碳纳米管修饰电极测定水中的对苯二酚

通过电聚合制备了聚茜素红S-多壁碳纳米管修饰丝网印刷电极,用于水中对苯二酚的测定。考察了对苯二酚在修饰电极上的电化学行为。该修饰电极对对苯二酚的氧化还原反应具有明显的电催化作用。用示差脉冲伏安法测定了水中对苯二酚的含量,其氧化峰电流在5.02×10-5—1.52×10-3m ol/L浓度范围内呈良好的线性关系,检出限为2.37×1-0 5m ol/L,加样回收率在98.1%—106.9%之间。所制备的修饰电极可应用于水中对苯二酚的现场快速检测。     

重频激光对多壁碳纳米管悬浮液光限幅特性的影响研究

在激光以不同重复频率入射下,研究了直径分布为10～20 nm的多壁碳纳米管悬浮液对波长为1064 nm激光的光限幅效应,定性分析了不同重复频率激光对多壁碳纳米管悬浮液的光限幅影响。结果表明:碳纳米管悬浮液对波长为532 nm和1064 nm的激光都具有很强的光限幅响应;在多脉冲激光入射时,碳纳米管悬浮液的光限幅效应比单脉冲激光入射时更显著。