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碳纳米管基杂化材料的制备及其性能研究

碳纳米管因其具有特殊的结构、优良的电学和磁学性质,近年来受到极大的关注。纳米碳管与其它纳米晶体的杂化材料可以用于催化剂、传感器、纳米电子装置、数据储存装置、场发射显示器以及聚合物和陶瓷的修复等,因此,将功能材料沉积在纳米碳管上的制备方法学及其性能研究成为一个重要的课题。本论文旨在探索有效的方法合成新型碳纳米管基杂化材料,并研究杂化材料的光、电、磁、催化性能,探讨结构与性能的关系,为拓展功能性碳纳米管基杂化材料的应用奠定基础。本论文主要工作包括:1.采用一种简单、有效、快速的合成方法,首次将直径约为10 nm的EuF3和TbF3颗粒成功地负载于碳纳米管的表面而没有改变碳管的能量状态。产物经X-射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨电子显微镜(HRTEM)表征。研究表明该杂化材料具有很好的光学性质。相似的方法制备表征了普鲁士蓝与碳纳米管的杂化材料,且具有电化学活性。该方法为合成新型碳纳米管基光电功能材料提供了经验。  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(过程工程研究所)
中国科学院研究生院(过程工程研究所)

基于碳纳米管的三维结构构筑、复合材料制备与性能研究

碳纳米管(CNTs)是一类重要的一维碳质材料,由sp2/sp3杂化的碳原子构成,具有优异的电、力、光及热学特性。三维CNTs杂化材料具有相互连接的多孔结构、高的孔隙率、大的比表面积及高效的电子/声子传输通道,广泛应用于微电子、储能器件、导热材料及传感器等领域。目前,三维CNTs杂化材料的制备及性能研究已取得一定进展,常用的制备方法包括磁控溅射法、化学气相沉积法和溶胶凝胶法,但这些制备方法存在工艺比较复杂、成本昂贵等缺点。因此,寻找简便有效的方法制备结构和形貌可控的三维CNTs杂化材料,研究其组装机理及性能,对扩展CNTs的应用领域具有重要意义。本文以碳纳米管为基本构筑单元,通过不同组装方法制备了结构可控的三维CNTs杂化材料,并研究其组装机理、性能和应用。主要研究工作如下:1.三维氮掺杂碳纳米管(N-CNTs)海绵的制备及性能研究。本文通过混合酸氧化N-CNTs得到了水溶性的N-CNTs,然后采用冰模板法制备了三维N-CNTs海...  (本文共163页) 本文目录 | 阅读全文>>

青岛科技大学
青岛科技大学

聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/碳纳米管杂化材料的制备及性能研究

在过去的几十年里,导电高分子作为一种新型导电材料引起人们的关注。由于导电高分子具有密度小、易加工、耐腐蚀、电导率可调等优点,因而在许多领域都得到广泛的应用。近些年来,作为噻吩衍生物的聚(3,4-乙烯二氧噻吩),由于其具有高导电性、高温稳定性以及高透明性等优点,在发光二极管、抗静电涂层、有机传感器、塑料电子元件、有机太阳能电池和传感器方面广泛的应用而受到广泛的关注。对于它的研究主要集中在形貌的控制及掺杂无机粒子制备性能更好的材料。碳纳米管由于具有超高力学性能,高导电性和高导热性,备受研究者的青睐。本文旨在将PEDOT/CNTs二者各自的特性进行有机结合,一方面可以加深对基础科学问题的理解,另一方面可以开发性能优异的新型功能材料。本文的工作主要集中在对PEDOT/CNTs杂化材料的制备及性能表征方面的研究。工作内容主要分为以下三个部分:1.以硫酸铁作为氧化剂,利用化学氧化法,通过温度控制合成了高转化率的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)。结...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州大学
兰州大学

聚酰亚胺/碳纳米材料修饰电极的制备及其在光电催化和传感器中的应用

发展新型修饰电极对构建各类电化学传感器以及拓展新能源电极材料有着重要的科学意义。基于此,本博士论文以高分子聚酰亚胺(PI)和碳纳米管(CNT)为材料,通过合成、复合等方法制备了几种不同的聚酰亚胺/碳纳米管(PI/CNT)修饰电极;通过电化学沉积等方法,将纳米材料MoS_2、Ni(OH)_2、Zn O等制备于相应的电极材料表面;用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),循环伏安法(CV),线性扫描伏安法(LSV),计时电流法(i-t)等多种方法研究了修饰电极的结构、形貌及性能;研究了所制备修饰电极在光电催化和传感器中的应用。主要内容包括:1.PI/CNT电极基底上Ni(OH)_2的电沉积制备及其对葡萄糖的传感性能研究采用电沉积方法在PI/CNT电极基底上制备了Ni(OH)_2;用SEM和TEM表征了电沉积所得Ni(OH)_2纳米片的形貌和晶体结构,用XPS研究了修饰电极...  (本文共117页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

碳纳米笼的制备及应用研究

近年来,随着纳米科技的兴起和在高新技术领域的广泛应用,纳米材料的研究得到了空前的发展。其中,碳纳米笼作为制备碳纳米管时产生的附产物,拥有许多其他纳米材料所不具备的特殊性质,成为近几年关注的热点之一。本文主要是围绕碳纳米笼的制备及应用展开的。以液态的羰基铁和乙醇为基质,通过化学气相沉积法制备碳包覆铁纳米颗粒,然后经过进一步酸洗除铁后就得到了碳纳米笼。相较于其他的制备工艺,本方法最大的优点就在于简化了工艺过程,将制备模板和产物的生成合而为一,实现了产品的连续生产。文中系统考察了制备过程及工艺参数,如反应温度、物料配比、物料流速、保护气体流速等工艺条件对碳包铁纳米颗粒的形成的影响。并采用透射电镜、X射线衍射、孔径分布测试等手段对产物的形态、结构和组成进行了系统地表征。结果显示,反应温度对产物影响最大。在较低的温度下反应产物呈现无定形态,颗粒较小且大小均一,产物具有较高的比表面积;升高反应温度,得到的产物石墨化程度越来越好,比表面积却因...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

《科学技术与工程》2020年03期
科学技术与工程

碳纳米点的合成与表征及影响因素分析

为研究不同合成方法对碳纳米点特征的影响。以柠檬酸三钠和尿素为原料,采用水热法制备了一种性能良好的碳纳米点,表征结果表明所合成的碳纳米点的粒径范围为1.6~3.6 nm,分散度较好,...  (本文共6页) 阅读全文>>

《高等学校化学学报》2020年07期
高等学校化学学报

基于聚乙烯亚胺碳纳米点的桑色素比率型荧光探针

利用水热合成法制备了一种基于聚乙烯亚胺的荧光碳纳米点,用光谱方法研究了其对桑色素的识别作用.结果表明,该碳纳米点对桑色素具有比率型荧光响应,且响应速度快、选择性和灵敏度高、抗干扰能力强.将桑色素加入到碳纳米点溶液中后,碳纳米点自身的荧光(460 nm)立即被猝灭,同时在555 nm处出现新的荧光发射峰并逐渐增强;其新发射峰(555 n...  (本文共6页) 阅读全文>>