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碳纳米管:纳米科技基础材料

作为21世纪三大尖端技术之一的纳米技术,已越来越引起人们的重视。而作为纳米科技的基础材料———碳纳米管自1991年发现以来,其相关研究已成为当今物理学、化学、材料学领域的研究热点之一。$$ 碳纳米管属碳材料家族中新的一类,呈空心管状纤维结构,具有很强的表面效应、量子尺寸效应、局域场效应和特殊的界面区等很多奇异的物理和化学现象。它的传热性能可与金刚石媲美,导电强度可达铜的1万倍以上,强度是钢的100倍,质量仅是钢的1/7。它的储气能力极强,多壁碳纳米管储氢量可达4.2%(wt),是惟一有可能达到美国能源部规定的储氢材料,可在燃料电池汽车等需要大量储能的装置上得到广泛应用。此外,碳纳米管具有比表面积适中、充放电能力强等特性,可用于汽车、机械、电子、军事等领域的超级电容器制造,并可与各种金属、非金属及高分子材料组成性能各异的高强度复合材料、电屏蔽材料及隐身材料等等。$$ 国际市场90%纯度的碳纳米管报价为60美元/克,是黄...  (本文共2页) 阅读全文>>

兰州大学
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聚合物/碳纳米管及二氧化钛管基复合材料的研究

随着纳米技术被应用到材料科学领域中,以纳米复合材料为代表的新材料研究已经成为了二十一世纪世界各国普遍研究的重点。聚合物基纳米复合材料和贵金属电催化剂材料是目前研究的两个热点。聚合物基纳米复合材料的可设计性使其集聚合物与纳米添加相的双重优势,可以生成性能优异的工程材料以及具有新的特殊性能的功能材料。而贵金属电催化剂材料在燃料电池的研究中至关重要,由于贵金属催化剂材料存在成本高、催化效率低等缺点,在很大程度上影响了燃料电池的实用化。因此,最近几年,寻找能降低贵金属用量和提高催化效率的载体材料成为了人们关注的热点。本文论述了的纳米复合材料的研究及最新进展,并以聚合物/碳纳米管复合材料和二氧化钛纳米管(TiO_2-NTs)基贵金属纳米复合材料为研究重点,制备了聚合物/碳纳米管复合材料、二氧化钛纳米管及以其为载体的贵金属(Pd、Pt)电催化剂复合材料,并研究了它们的性能。主要内容如下:1.采用原位聚合法成功制备了聚甲基丙烯酸甲酯/碳纳米管...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
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Ga辅助生长一维纳米结构的光、电、热性能研究

Ga辅助生长的一维纳米结构材料具有特别的物理和机械特性,在微纳技术领域有许多重要而潜在的应用。其中,镓催化生长的硅纳米结构可以实现元器件之间的链接,与其他器件匹配较好,为组装高集成、智能化的器件提供了新途经;利用镓填充纳米管研制的纳米温度计和纳米开关也为微纳电机器件的设计描绘了新的应用前景。在此基础上,本文围绕Ga辅助生长一维纳米结构的光、电、热效应及其应用开展工作,现将原创性和创新性的主要结果总结如下:(1)设计了一种可控的大面积制备硅多级枝状结构的单步合成方法,可以研制出多种Si基多级枝状纳米结构。创新性的利用镓的催化作用,制备出大面积整齐的硅的多级枝状纳米结构阵列。进一步对多级枝状纳米结构的生长机理给予了合理的解释。(2)与单晶硅的一阶光学-声子谱相比,多级枝状纳米结构、较大的多级枝状纳米结构和多级枝状纳米线三种结构的拉曼峰均有一定的蓝移,且相应的半高宽有-定的展宽。光致发光测试显示,三种结构的发射峰均出现在550nm处,...  (本文共104页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国海洋大学
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碳基载银复合材料的制备及其抑菌性能的研究

纳米银具有纳米颗粒的特殊效应,具有高表面能及化学活性,因而纳米银具有很好的光、热、声、电、磁、力学等性能[1],在防静电材料、低温超导材料、生物传感器材料、和抗菌材料等领域中得到了广泛的应用。纳米银作为抑菌材料,具有广谱抗菌性能,不易产生耐药性,并且对人体的伤害小[2]因此纳米银是一种很好的抑菌材料。然而纳米银在实际应用中比较容易流失从而失去抑菌性能,因此常常利用载体将纳米银固定以起到长效抑菌的作用。碳基材料,本文中涉及到碳纳米管和石墨烯,是一种很好的作为纳米银载体的选择。因为碳纳米管和石墨烯本身分别具有一定的抑菌性能,又具有较高的比表面积,因此,其作为纳米银的载体应用于抑菌领域将很具研究价值。本文首先对原始多壁碳纳米管进行了不同的改性处理,包括混酸改性和多巴胺改性,利用多种测试手段对两种方法改性后的碳纳米管进行了表征。考察了混酸改性碳纳米管载纳米银复合材料的制备条件,通过透射电镜和XPS结果显示改性的碳基材料上成功的载上了粒径...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州大学
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碳纳米管复合材料制备及其性质研究

纳米材料具有很大比表面积,特殊的结构使得纳米材料具有独特的体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应,从而使其具有奇异的力学、电学、磁学、热学、光学、化学活性、催化和超导性能等特性,使纳米材料在国防、电子、化工、冶金、轻工、航空、陶瓷、核技术、催化剂、医药等领域具有重要的应用价值。碳纳米管(CNTs)具有完美的结构,是典型的一维纳米材料,它独特的物理结构,优异的性能和广阔的应用前景受到了人们的广泛关注。在一维方向上碳纳米管的强度可以超过钢丝,尽管CNTs的尺寸只有头发丝的十万分之一,但是它的杨氏模量理论强度可以达到1.0TPa,是钢的100倍,同时它的密度却仅为钢的六分之一到七分之一。CNTs的熔点是已知材料中最高的,它的硬度可以和金刚石相媲美。碳纳米管有超高的韧性,可以拉伸,其韧性理论最大延伸率可达20%。CNTs化学性质稳定,耐强酸、强碱,在空气中700℃以下基本不氧化。这些优点使得碳纳米管作为纳米材料中最具潜力的材...  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中师范大学
华中师范大学

一维纳米材料的合成、表征及性质研究

自1991年Iijima合成纳米碳管以来,一维纳米材料因为其所具有的独特性质,使之在磁学、电子学、光学、催化以及化学传感器等方面呈现出广阔的应用前景。不断开拓并完善一维纳米材料的制备方法,以及推动对一维纳米材料特殊性能的研究和应用是当前纳米科技研究与发展的关键。本论文结合不同方法,合成并表征了几种具有特殊性能的一维纳米材料,探索了这些一维纳米材料的形成机理,并对所合成的一维纳米材料电学磁学性质进行了初步研究。论文的主要创新性结果如下:1、提供了一种在碳纳米管表面包覆金属氧化物的比较通用的方法——醇热法。利用这种方法分别制备了Fe_2O_3、La_2O_3以及CeO_2包覆的碳纳米管一维复合结构。对材料表征显示碳管上的氧化铁包覆层是由许多取向杂乱的非晶针状Fe_2O_3以及少量晶化Fe_2O_3颗粒构成,而氧化镧以及氧化铈包覆层则一般具有均匀且致密的多晶结构。系统考察了硝酸氧化、醇热环境等在包覆过程中的重要作用,提出了可能的包覆机...  (本文共60页) 本文目录 | 阅读全文>>