有限长开口单壁碳纳米管结构与非线性光学性质

利用ChemSketch10．0设计了一系列两端开口的有限长碳纳米管分子（n,0）（n=5-10）,使用量子化学半经验AM1方法研究了分子的电子结构,并使用有限场／AM1方法计算了分子的一阶极化率、非线性光学二阶和三阶极化率。研究结果表明,两端开口的有限长碳纳米管分子最高占据轨道（HOMO）与最低空轨道（LUMO）间的能隙Eg随着管径的增大而出现随奇偶n值的振荡变化,随着管长Ⅳ的增加呈单调减小的趋势。目标分子中,管长为N=3的分子系列具有较高的二阶、三阶非线性光学极化系数β,γ,而（8,0）N=3分子具有最大的β值,（7,0）N=3分子具有最大的γ值。     

碳纳米管的压缩屈曲机理和电子结构

用分子动力学方法模拟了碳纳米管的受压屈曲变形过程，分析了碳纳米管结构屈曲的微观机理，从能量和微观结构变化研究了碳纳米管屈曲变形的机理；用紧束缚分子动力学方法研究了碳纳米管的结构屈曲对其电子结构和输运特性的影响，在压缩过程中，随着能量的不断积累，碳纳米管局部区域原子的温度上升，结构软化，产生失稳；在压缩变形过程中，随着碳纳米管变形的发展，在结构失稳之前，原子间的相互结合作用增强，高结合能区域的电子能态分布增大；而随着失稳的发生，原子结构松弛，原子间相互结合作用减弱，导致电子能态朝低结合能区域发展，碳纳米管受压的弹性屈曲变形对其电子结构不产生较大的影响，其输运特性也不发生本质的改变。     

对单壁碳纳米管分类的有效方法

美国西北大学教授发现了一个可对单壁碳纳米管进行分类的方法。这个方法可生产出单一分散的碳纳米管，从而有助于推进将这类纳米材料用于工业规模。该方法利用碳纳米管的漂浮密度的微小差异与其颗粒度及电子特性的关系而实现操作。[第一段]     

热处理对单壁碳纳米管场发射的影响

将单壁碳纳米管组装于W针尖，对它进行热处理，得到单壁碳纳米管在不同温度去气时的残气质谱图和热处理后的场发射特性曲线。通过对不同温度去气后的I－U特性曲线的Fowler-Nordheim直线斜率的变化，结合残气质谱图的分析，研究热处理对单壁碳纳米管场发射特性的影响，并对其机理进行了初步讨论。     

热处理对单壁碳纳米管场发射的影响

将单壁碳纳米管组装于W针尖 ,对它进行热处理 ,得到单壁碳纳米管在不同温度去气时的残气质谱图和热处理后的场发射特性曲线。通过对不同温度去气后的I U特性曲线的Fowler Nordheim直线斜率的变化 ,结合残气质谱图的分析 ,研究热处理对单壁碳纳米管场发射特性的影响 ,并对其机理进行了初步讨论     

单壁碳纳米管对固体培养拟南芥的影响

本试验用含有浓度为6．25μg／mL、12．5μg／mL、25μg／mL、50μg／mL单壁碳纳米管的1/2MS固体培养基培养拟南芥,分别测定固体培养基所培养的拟南芥的叶片在第10天、15天、20天、25天的SOD酶和POD酶活性。结果表明不同浓度的修饰后的单壁碳纳米管能够刺激拟南芥叶片,对拟南芥叶片SOD酶和POD酶活性均产生明显影响。     

超临界水处理对碳纳米管结构的影响研究

为了提高多壁碳纳米管(MWNTs)的吸附性能,采用超临界水(SCW)技术改性MWNTs,研究了在超临界水中不同处理温度和处理时间对MWNTs结构和形貌的影响.分别利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段分析了改性前后MWNTs结构和形貌的变化.结果表明:超临界水对MWNTs有较弱的氧化能力和较强的物理刻蚀作用,处理时间对MWNTs的影响高于温度的影响.     

硅烷偶联剂对单壁碳纳米管的化学修饰

采用混酸体系(浓硫酸/浓硝酸体积比为3/1)对单壁碳纳米管进行了氧化处理,并通过氧化处理后在单壁碳纳米管表面生成的羟基官能团与长链硅烷偶联剂进行反应,制备了表面有机修饰的单壁碳纳米管.经过该方法修饰的碳纳米管在三氯甲烷、四氯化碳和二硫化碳等有机溶剂中有较好的溶解性.并通过红外光谱、热失重和透射电镜对其化学结构进行了表征.     

几种纳米管的电子性质

利用紧束缚方法及密度泛函方法研究了几种纳米管的电子性质。     

扶椅型碳纳米管能隙和电子结构密度泛函研究

本文建立了碳纳米管的结构模型,用平面波赝势方法,采用广义梯度近似的密度泛函理论,对扶椅型碳纳米管(5,5),(7,7)和(9,9)的能带结构和电子密度分布进行了计算,其能带间隙分别为0.024,0.142和0.147。计算结果表明碳纳米管(5,5)(7,7)(9,9)均为导体,在费米能级的电子密度均不为0,体现出金属性质。从电子结构上可以看出碳纳米管的电子分布在s亚层和p亚层上,由于碳纳米管弯曲,会形成不同形式的sp杂交轨道,但任何形式的碳纳米管在费米能级处的电子主要分布在p轨道。     

Electronic Structure and Field-Emission Properties of Nitrogen-Doped Carbon Nanotubes

Nitrogen-doped carbon nanotubes have been synthesized by thermal decomposition of acetonitrile vapor over Ni/Co catalysts with varied ratio of metals. X-ray photoelectron spectroscopy revealed that nitrogen atoms are embedded into tube walls in two different forms at least: (1) three-coordinated nitrogen and (2) pyridinic-like nitrogen. The ratio between these forms depends on the catalyst composition. Electronic structure of nitrogen-doped carbon nanotubes was examined by means of photoemission, X-ray photoelectron, X-ray emission and X-ray absorption spectroscopy. Field electron emission characteristics of samples produced were correlated with nitrogen content. The experimental data was interpreted using results of quantum-chemical semiempirical AM1 calculations on models of nitrogen-containing carbon tubes. Incorporation of three-coordinated nitrogen was found from calculation of the models using the transfer matrix approximation to improve the current-voltage characteristics of carbon nanotubes.     

碳纳米管和镓掺杂碳纳米管场发射性能研究

采用催化热解方法分别 制备出碳纳米管和镓掺杂碳纳米管, 并利用丝网印刷工艺将其制备成纳米管薄膜. 对此薄膜进行低场致电子发射测试表明, 碳纳米管和镓掺杂纳米管开启电场分别为2.22和1.0V/μm, 当外加电场为2.4V/μm, 碳纳米管发射电流密度为400μA/cm², 镓掺杂纳米管发射电流密度为4000μA/cm². 可见镓掺杂碳纳米管的场发射性能优于同样条件下未掺杂时的碳纳米管. 对镓掺杂纳米管场发射机理进行了探讨.     

纳米碳管及其合成

阐述了纳米碳管的结构，包括纳米碳管石墨层堆垛形式，帽状结构以及表征纳米碳管结构的直径和螺旋性，并对纳米碳管的三种主要合成方法及其合成原理，影响因素进行了简单的分析。     

碳纳米管/磁性纳米粒子复合技术的研究进展

碳纳米管作为一种新型准一维功能材料已成为物理、化学和材料科学等领域的研究热点.由于缺乏微观上的加工处理方法,碳纳米管的应用受到一定程度的限制.磁性纳米材料由于其特殊的物理化学性质在存储器、传感器和环境保护等方面得到了广泛的应用.将磁性纳米粒子与碳纳米管复合不但可以使碳纳米管功能化改性,而且还可通过复合纳米管对磁场的响应对其进行加工处理.综述了碳纳米管与磁性粒子复合的制备技术,并展望了磁性复合碳纳米管的应用及其前景.     

非掺杂金属型碳纳米管的电导特性

依据介观物理学的基本概念、半经典电子输运理论和碳纳米管的电子结构,对非掺杂直状金属型单层碳纳米管（ＳＷＮＴｓ）的电导特性进行理论研究,计算表明;ＳＷＮＴｓ的电导是量子化的．     

碳纳米管的制备、表征及其在电子领域中的应用

碳纳米管的独特结构使它具有奇特的性质和广阔的应用前景。本文介绍了碳纳米管的结构和性质,对碳纳米管的制备现状、表征及其在电子领域的应用做了详细的回顾。     

碳纳米管对纳米炭复合纤维结构与性能的影响研究

采用不同方法将多壁碳纳米管(MWNTs)混合于中间相沥青中,利用氮压式单孔纺丝机进行纺丝,经预氧化、碳化后制得了纳米炭复合纤维,对比研究了混合方式对纳米炭复合纤维的结构和性能的影响.研究结果表明,MWNTs的加入最终改变了纤维的微观结构,尤其经浓酸处理后显著提高了纳米炭复合纤维的力学性能.     

新型一步法包裹Fe制备磁性碳纳米管

采用柠檬酸络合法制得不同 Fe 含量的 Fe/MgO 催化剂,并将其应用到气相沉积(CVD)过程中制备磁性碳纳米管。由 CVD 法制备碳纳米管(CNTs)的生长机理,利用碳管在生长过程中原位包裹磁性 Fe 金属氧化物颗粒进入管内的现象,使碳纳米管具有磁性,从而一步制得了磁性碳纳米管。将制得的磁性碳纳米管采用透射电子显微镜(TEM)、X 射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)、低温 N2吸附仪(BET)、振动样品磁强计(VSM)等表征方法进行了测试。结果表明通过这种新型的一步法可以成功地原位包裹 Fe 制得碳纳米管,且制得的碳纳米管具有较强磁性和较大的比表面积,表面引入了功能化基团。