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碳氢化合物液态燃料扩散火焰法制备碳纳米管的研究

自从1991年发现和提出“碳纳米管”以来,这种新型碳素材料独特的性能引起了物理、化学和材料科学界的广泛兴趣。许多研究人员研究并提出了很多制备碳纳米管的方法。在总结前人的研究成果的基础上,本文提出了不需要另外添加催化剂颗粒,用液态碳氢化合物的扩散火焰在奥氏体不锈钢基板上制备出碳纳米管的新方法。采用普通碳素钢作基板时能制备出碳纳米纤维。采用合适的制备工艺时还可以获得整齐排列的碳纳米管。与传统常用的制备方法相比较,扩散火焰法拥有许多优点和适合大规模操作的能力,因此显示出大批量制备碳纳米管和碳纳米纤维的广阔应用前景。论文的主要结构如下:第一章介绍了纳米材料科学的基本概念、发展历程、研究意义、应用前景及世界各国的研究现状。第二章阐述了碳纳米管的结构特征以及力学、物理和化学等各方面性能和应用,并且分析了碳纳米管这种新型碳材料研究目前现状、存在问题及发展趋势。第三章详细介绍了碳纳米管和碳纳米纤维的几种传统制备方法及纯化方法。第四章重点研究了国  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

安徽大学
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碳纳米管储氢的计算机模拟研究

本文首先对碳纳米管的结构特点及应用、碳纳米管储氢研究的进展进行了概述。在此基础上,利用巨正则系综蒙特卡罗方法对多种情况下的碳纳米管储氢过程进行了模拟,得到了一些很有意义的结果,并对今后工作提出了具体设想。一、结合碳纳米管的制备,从理论上给出了碳纳米管的几种类型,即锯齿管、扶手椅管、手性管,介绍了多壁管和纳米管阵列的结构情况,讲述了碳纳米管的应用。二、从实验和理论两个角度对碳纳米管储氢的研究进展做了叙述,在给出各类实验装置基础上,对碳纳米管储氢实验数据做了总结。对碳纳米管储氢机理、理论计算和储氢方面达成的基本共识做了概括。三、利用巨正则系综蒙特卡罗方法模拟了碳纳米管储氢过程,得到了若干新的结论。首先分析了具体的算法和纳米管中粒子间作用的势能模型。在碳纳米管储氢研究中,首次引入氢分子数密度的概念。通过海量计算,给出各种手性的单壁碳纳米管的储氢结果。研究了管长、管径对储氢性能的影响,得出如下的结论:在管径D=4.0nm至5.0nm间,...  (本文共49页) 本文目录 | 阅读全文>>

安徽大学
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碳纳米管储氢机制和阵列优化的理论研究

氢在自然界中储量丰富,更具有燃烧后不污染环境的优点,因而被认为是新型能源的理想候选者。碳纳米管是九十年代初被发现的炭素家族新成员,它可以看作是二维石墨烯片层卷积的结果,其理想结构是由碳原子围成六边形网格状的无缝、中空管体,直径在零点几个到上百纳米,长度可达数百个微米。初步研究结果表明碳纳米管是一种很有前途的储氢材料。本文首先从实验和理论两个方面对碳纳米管储氢的研究进展进行了介绍,对实验和理论结果及存在的问题作了总结,详细地介绍了巨正则蒙特卡罗(GCMC—Grand Canonical Monte Carlo)方法模拟碳纳米管储氢的细节。其次,采用Lennard—Jones势描述碳纳米管内各粒子间的相互作用,在压强P=10MPa、温度T=293K的条件下,对单壁碳纳米管储氢的物理吸附过程进行了模拟。根据模拟结果,定量计算并分析了碳管内的势场分布、氢分子数和氢分子数密度的径向分布及其对应关系。指出碳纳米管储氢(物理吸附)的机制可用势...  (本文共43页) 本文目录 | 阅读全文>>

安徽师范大学
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碳纳米管的生物探针应用

碳纳米管因其独特的结构、电子特性和化学稳定性,迅速成为各学科领域的研究热点之一。根据原子结构的不同,碳纳米管既有金属的导电特性又有半导体特性,这种精巧的结构和电子特性使得其成为一种优良的电极材料,研究其在分析化学领域中的应用,对拓展碳纳米管的应用领域具有重要的意义。本论文采用多壁碳纳米管为研究对象,以制备生物探针为目的分成两个部分开展了研究。第一部分探讨了碳纳米管作为电化学探针方面的应用:先制备出带有羧基功能团的碳纳米管,然后将其制成修饰电极并研究了它对一系列生物分子如一氧化氮、多巴胺和色氨酸等的电化学催化作用。实验结果表明该修饰电极对以上的几种生物物质具有较强的电催化作用。在所选定的实验条件下,这几种物质的氧化峰电流与它们各自的浓度在很宽的范围内成良好的线性关系,并具有较低的检测限。用于模拟或实际样品的测定,结果令人满意。第二部分先制备出水溶性的碳纳米管试样,采用近红外吸收光谱测定水溶性的碳纳米管表面羧基功能团的含量,然后采用...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中师范大学
华中师范大学

碳纳米管场发射平板显示技术研究

本文从理论和实验两个方面对碳纳米管场发射平板显示技术进行了初步研究。在理论上研究了碳纳米管管径、管长、尤其是碳纳米管阵列密度对场发射性能,特别是对电场增强因子的影响。通过计算发现,当碳纳米管阵列间距为碳纳米管管径的4至5倍时,电场增强因子达到最大;同时碳纳米管管径越小,电场增强因子越大。在实验上采用CVD生长法和涂覆法制备了碳纳米管阵列场发射阴极薄膜,并分别进行了场发射显示实验,观察到了点状和大片连续发光现象。在采用涂覆法制备碳纳米管场发射阴极时,发现当碳纳米管与有机胶混合比例合适时效果最佳,这与理论分析结果一致。  (本文共57页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国粉体工业》2018年04期
中国粉体工业

碳纳米管:个性十足的神奇材料

日前,中国科学技术大学化学与材料学院杜平武教授课题组,首次利用纳米管稠环封端"帽子"模板,构建出纵向切割的纳米...  (本文共2页) 阅读全文>>