多壁碳纳米管-炭复合泡沫材料的制备和吸附性能

通过在聚氨酯泡沫模板中沉积多壁碳纳米管，用炭的预制体酚醛树酯将碳纳米管粘接固定在一起，经过高温碳化过程制备了碳纳米管-炭复合泡沫材料。红外光谱结果表明利用浓硫酸和浓硝酸的混合溶液处理可以使复合泡沫表面活化形成羧基和羟基，从而使复合泡沫具备较强的分子吸附能力。扫描电镜和氮吸附实验表明这种复合泡沫同时具备大孔和介孔，大孔能够满足流体自由流动的通畅性，介孔可以满足中分子的吸附需要。对标定物维生素B12的吸附实验证明这种复合泡沫对中分子量的生化分子具有有效的吸附能力。这种宏观尺寸的泡沫材料与传统的颗粒状活性炭相比具有简化工艺，提高吸附效率的应用潜力。     

基于丝网印刷技术的碳纳米管场发射冷阴极制作

制备了一种新型碳纳米管浆料,并总结了一套阴极制作工艺.实验表明,质量比约为10%的纯化碳纳米管、5%的纳米金属粉末和有机材料混合形成的印刷浆料,其阴极具有较好的发射均匀特性.在浆料制备过程中通过加入表面活性剂使碳纳米管分散更加均匀.用丝网印刷技术制作阴极,并用机械刀刻的办法制作阴、栅两极之间的沟槽,经烧结后分析阴极膜的电阻率和粘附性随阴极材料组分和制作工艺的变化关系,确定较为合适的升温曲线及丝网目数,阴极碳纳米管的均匀性、导电性的提高改善了发射均匀性.该阴极开启场为2.5 V/μm,在电场强度为3.3 V/μm下,阳极电流为5.6 μA,场发射电流稳定,波动小于5%.     

Efficient Synthesis of p-Hydroxyphenyl Ethanol from Hydrogenation of Methyl p-Hydroxyphenylacetate with CNTs-promoted Cu-Zr Catalyst

Hydrogenation of methyl p-hydroxyphenylacetate has been used for the synthesis of p-hydroxyphenyl ethanol. The reaction was catalyzed by Cu_iZr_j-x%(mass fraction) carbon nanotubes(CNTs) catalysts. Incorporation of a minor amount of CNTs into Cu_iZr_j oxide can visibly increase the catalytic activity for the synthesis of p-hydroxyphenyl ethanol. The yield of p-hydroxyphenyl ethanol reaches 94.2% over a co-precipitated catalyst of Cu₃Zr₁ oxide with 11.0%CNTs. Its catalytic activity shows no obvious decrease after three cycles. This is much better than the CNT-free co-precipitated catalyst with a good yield of 81.1%, Cu₃Zr₁-0%CNTs.     

A molecular mechanics approach for analyzing tensile nonlinear deformation behavior of single-walled carbon nanotubes

In this paper, by capturing the atomic information and reflecting the behaviour governed by the nonlinear potential function, an analytical molecular mechanics approach is proposed. A constitutive relation for single-walled carbon nanotubes (SWCNT’s) is established to describe the nonlinear stress-strain curve of SWCNT’s and to predict both the elastic properties and breaking strain of SWCNT’s during tensile deformation. An analysis based on the virtual internal bond (VIB) model proposed by P. Zhang et al. is also presented for comparison. The results indicate that the proposed molecular mechanics approach is indeed an acceptable analytical method for analyzing the mechanical behavior of SWCNT’s. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (10121202, 90305015 and 10328203), the Key Grant Project of Chinese Ministry of Education (0306) and the Research Grants Council of the Hong Kong Special Administrative Region, China (HKU 7195/04E).     

纳米碳管/铝基复合材料的制备及摩擦磨损性能研究

利用粉末冶金法制备纳米碳管/铝基复合材料,研究不同纳米碳管含量对复合材料硬度和稳态摩擦磨损行为的影响,采用扫描电子显微镜观察复合材料的磨损表面形貌,并对其磨损机制进行探讨.结果表明:随着纳米碳管质量分数的增加,复合材料的硬度呈现先增大而后减小的趋势,含质量分数为2%的纳米碳管复合材料硬度比铝增加约80%;复合材料的摩擦系数逐渐降低,磨损率先减小而后增大;含质量分数为1%的纳米碳管复合材料磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损,而含质量分数为2%的纳米碳管复合材料以剥层磨损和疲劳磨损为主.     

可用至3.5 V的碳纳米管阵列超级电容器

应用化学气相沉积在钽片和不锈钢片表面直接生长碳纳米管阵列(CNTA)制备超级电容器电极,并分别作正、负极组装有机体系扣式电容器.扫描电子显微镜、循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗表征、测试材料的微观形貌和电化学性能.结果表明,该电容器可获得高达3.5 V的工作电压,较长的循环寿命,较好的倍率性能.基于CNTA质量的比功率和比能量性能分别为928 kW.kg-1和19 Wh.kg-1.     

两亲性聚合物修饰碳纳米管研究进展

随着两亲性共聚物在越来越多的领域显示出其功能,它的重要理论和应用意义正为人们所认识。用它来修饰碳纳米管,将会赋予碳纳米管更加优异的性能,因此为碳纳米管的研究提供了一个方向。本文综述了两亲性聚合物修饰碳纳米管表面的研究进展,从化学修饰和物理吸附、包裹两种修饰手段入手,着重介绍了两亲性聚合物化学修饰碳纳米管的方法和研究状况。最后,对修饰后的两亲性聚合物碳纳米管的分散性和自组装行为进行了综述。     

碳纳米管膜的高温纯化研究

为了获得纯度更高的碳纳米管膜, 保证材料发热稳定性, 需要对通过化学气相沉积法得到的碳纳米管膜进行二次纯化. 通过使用高温纯化炉, 在真空状态下, 从1700℃到3200℃分7挡温度对碳纳米管进行纯化, 并对其含碳量和方块电阻进行比较. 结果表明, 高温纯化后的碳纳米管膜含碳量从95.0%提高到99.9%, 解决了含碳量低的问题. 同时, 在高温纯化中发现碳纳米管膜方块电阻从纯化前3Ω降低到0.5Ω, 方块电阻的降低对碳纳米管膜具有十分重要的意义, 同样对碳纳米管膜后续产品的开发也有重要作用.     

(n,n)-(2n, 0)碳纳米管异质结的扭转力学特性

相近直径的锯齿型和扶手椅型碳纳米管可以共轴组合形成5-7碳环交替出现的柱形对称异质结. 本文利用分子动力学方法研究了直径相近且等长锯齿型和扶手椅型碳纳米管形成的(n, n)-(2n, 0)结在扭转过程中的扭矩和轴向应力随扭转角度的变化规律以及应力传递过程. 研究发现, (n, n)-(2n, 0)结扭转应变在达弹性限度内不会产生轴向应力, 该效应对基于碳纳米管扭转特性的纳米振荡器件的设计具有重要意义.     

离子注入n型GaN光致发光谱中宽黄光发射带研究

利用离子注入方法和光致发光技术系统研究了注入离子对n型GaN宽黄光发射带的影响.实验采用的注入离子为：N，O，Mg，Si和Ga，剂量分别为10¹³，10¹⁴，10¹⁵和10¹⁶/cm²，注入温度为室温.注入后的样品在900 ℃流动氮气环境下进行热退火，退火时间为10 min，并对退火前后的样品分别进行室温光致发光测量.通过实验数据的分析，独立提出了提取注入离子对晶体黄光发光特性影响的半经验模型.利用该模型导出的公式，可以确定注入的N，O，Ga，Mg和Si离子对黄光发射带的影响随注入剂量的变化关系以及该影响的相对强弱. 关键词： 氮化镓 光致发光谱 离子注入