碱金属掺杂BN纳米管储氢的对比研究

采用巨正则蒙特卡罗方法,研究碱金属掺杂对单壁BN纳米管阵列（SWBNNTA-Single Walled Bo-ron Nitride Nanotube Arrays）物理吸附储氢的影响。揭示了碱金属掺杂是提高SWBNNTA储氢能力的有效手段,并给出了最佳的掺杂方案。计算结果表明,选择最佳的掺杂方案,并合理控制SWBNNTA的结构与尺寸,可使碱金属掺杂SWBNNTA在常温和中等压强下的物理吸附储氢量达到和超过美国能源部提出的2015年研究目标。     

碳纳米管储氢的计算机模拟研究

介绍计算机模拟碳纳米管结构和储氢过程.着重介绍了计算机模拟碳纳米管储氢的两种方法,巨正则蒙特卡罗方法和第一原理分子动力学方法,给出了相关的理论依据、关键数据和已经获得的主要实验结果.同时,根据研究过程中发现的问题,对今后这方面的工作提出几点建议.     

含氮复合缺陷改性单壁碳纳米管的电学性能

基于第一性原理的密度泛函理论,利用非平衡格林函数方法本文研究了氮原子与SW（Stone-Wales）缺陷组成的复合缺陷对碳纳米管几何结构及电子透射系数的影响。结果显示SW缺陷和掺杂都对单壁管的几何结构和电子性能有显著的影响。对于半导体性（8,0）碳纳米管,复合缺陷增强了体系的输运性能,但是输运特性明显受到杂质原子的位置的影响。     

碳纳米管储氢的研究

氢能是一种洁净的可再生能源,要作为一种常规能源,其储存很关键。碳纳米管孔结构丰富,比表面积大,其储氢安全、成本低、寿命长,而且吸放氢条件温和。众多的实验研究结果和理论分析展示出碳纳米管储氢具有良好的应用前景,以后研究面临的非常重要的问题就是要实现其常温、适当压力下大量储氢。     

功能化单壁碳纳米管的气敏性研究

通过不同官能团功能化,在单壁碳纳米管(SWNTs)上连接不同基团并制成薄膜。采用恒定电位法,将它们暴露在NO2中,N2作为载气,不同温度下(30℃、50℃、70℃、90℃)检测电流随时间的变化情况(I-t图)。结果表明,随着温度的升高各薄膜对NO2的响应速率加快;含对苯基的SWNTs薄膜在50℃灵敏度最大,而连接有羧基、氨基的SWNTs薄膜在30℃灵敏度最大;对硝基苯基功能化后的SWNTs对NO2的响应程度最大,明显强于其他薄膜。     

碳纳米管(CNT)储氢特性研究

碳纳米管 (CNT)因被认为可能是氢能的主要载体而备受关注 ,但近几年来的文献报道不尽一致。文中主要从碳纳米管的制备、结构、理论计算、气态储氢、电化学储氢方面 ,对碳纳米管在储氢领域的研究工作进行分析和讨论。大量研究工作表明 :碳纳米管具有储氢的理想结构 ,它的储氢特性与制备工艺、测试条件、计算方法等密切相关 ,大比表面积、大直径、表面活化和搀杂后的碳纳米管具有好的储氢性能 ,定向多壁碳纳米管具有较好的电化学性能     

金属粒子掺杂的多壁碳纳米管气敏性研究

分别利用化学还原和电化学镀覆方法,对经过浓硫酸浓硝酸混合液酸化预处理的多壁碳纳米管进行Pd和Cu的掺杂,并制备成电流型气敏传感器.以甲醛、苯、甲苯、二甲苯作为测试气体,通过电化学分析仪测试它们在不同气体种类和体积分数下的响应.实验结果表明,传感器在常温下具有较高的灵敏度和重复性,金属粒子的掺杂使传感器的灵敏性和选择性都有较大的改变.影响气敏特性的主要因素包括：碳纳米管自身的结构缺陷、气体分子与金属团簇的反应、金属粒子形成的局部催化活性中心.     

储氢碳纳米管复合材料性能及其应用

通过分析碳纳米管的独特结构与性能,讨论了采用碳纳米管储氢的优势及碳纳米管的两种不同的储氢机理,介绍了储氢碳纳米管在航天、汽车、电极材料的应用和发展方向.     

钛修饰碳纳米管的制备及储氢性能研究

采用水解沉淀法制备TiO2修饰碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs),并将TiO2还原为Ti,合成了Ti修饰碳纳米管.XRD和TEM测试表明,Ti纳米颗粒相对均匀地分布在CNTs表面,粒径约10 nm.储氢测试表明,该材料在室温、6.5 atm下,储氢量达到了3.7 wt%.     

碳纳米管阵列式生长的工艺研究

本文对阵列式碳纳米管的生产进行了探讨．得到了一种制备阵列式碳纳米管的简捷有效的方法．适宜的反应温度在反应温度、反应时间、原料气流速等诸参量中对碳纳米管的形态、产率影响最大．本文采用化学气相沉积法.在一系列实验中改变反应温度，得到了不同温度对反应产物管径、管壁、管型质量的影响，给出了工艺参数和可靠反应温度区间．     

多壁纳米碳管的压力储氢研究

采用催化热解法制备了多壁纳米碳管，并对其进行酸化、灼烧、掺杂等一系列预处理后，在室温及氢气的压力分别为9，12MPa的条件下研究了多壁纳米碳管的储氢性能。通过对纳米碳管的不同处理可以提高纳米碳管储氢容量，掺杂金属锂后，纳米碳管的储氢量增加最大。     

碳纳米管的场致发射研究进展

碳纳米管的研制和应用是一门新兴的科学技术。碳纳米管薄膜机械强度高，化学稳定性好，并且有很低的发射场强阀值，较高的发射电流密度。碳纳米管阵列薄膜的这些特显示出其在场致发射应用中的良好前景。介绍了碳纳米管的几种产生工艺、碳纳米管在场致发射方面的研究和应用场景新动态，比较了不同生产工艺的优缺点及场致发射的特性，分析了碳纳米管用于场致发射存在的不足和发展前景。     

纳米碳管的非线性热电传输

利用Landauer-Büttiker公式对金属导线/单臂纳米碳管/金属导线结构的热电传输进行理论计算.在有限温度梯度下,利用迭代法计算非线性热电势和热电导,研究表明,热电势和热电导与系统电子的传输行为密切相关,热电势随系统化学势的变化而振荡,且可为正也可为负值,这种行为完全依赖于电子电导的变化.研究结果对分子器件热传输的实际应用有意义.     

Storage of hydrogen in floating catalytic carbon nanotubes after graphitizing

Hydrogen storage under moderate pressure (~10 MPa) and ambient temperature (~25℃) in multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) prepared by the floating catalyst method is investigated. The capacity of hydrogen adsorption is evaluated based on both the nanotubes diameter and morphology. Indirect evidence indicates that hydrogen adsorption not only occurs on tube surface and interiors, but also in tube interlayers. The results show that the floating catalytic carbon nanotubes might be a candidate hydrogen storage material for fuel cell electric vehicles.     

(4,4)碳纳米管/碳化硅纳米管异质结的输运特性

建立了(4,4)碳纳米管/碳化硅纳米管异质结的模型,采用非平衡格林函数法计算了该异质结的输运特性.从异质结的分子投影自洽啥密顿量的本征轨道,可以看出最高占据分子轨道和最低空轨道均位于碳纳米管侧,其能带闻隙约为0.48 eV;从其伏安特性可以看出,在正负偏压下开启电压为+2.0V和-1.6V.     

碳纳米管薄膜阴极的制备及分析

采用催化剂高温分解法,在硅片上成功地制备了碳纳米管薄膜．利用扫描电镜和透射电镜观察表明,所制备的碳纳米管薄膜具有非常良好的定向性、均匀性和定域生长性．详细讨论了制备工艺参数变化对碳纳米管生长的影响．利用碳纳米管薄膜作为阴极材料,给出并分析了碳纳米管薄膜阴极的场致发射特性．     

Theoretical prediction of half-metallicity of the encapsulated zigzag single walled carbon nanotube by NO,O2 and NO2 molecules

Finding half-metallic behavior in one-dimensional structure is a challenge for technological applications at the nanometer scale.In the present work,the investigation was performed on the structural,electronic,and magnetic properties of encapsulated zigzag carbon nanotube (CNT) with various sizes by the NO,NO2,and O2 molecules using spin-polarized density functional theory (DFT).It was found that the encapsulations of the three molecules inside the CNT are energetically favorable.The calculated adsorption energies are strongly dependent on the tube diameter and the orientation between the encapsulated molecules and tube axis,while the structures of both CNTs and encapsulated molecules are nearly unchanged.Interestingly,the encapsulated CNTs by the three molecules exhibit half-metallicty in terms of the opposite local gating effect of the spin states.     

贮氢材料研究进展

氢是一种清洁的绿色能源,其应用研究受到了广泛的关注。氢能的利用可以保护环境、减少污染、充分发挥能源利用率。本文概述了贮氢材料的种类及其最新的研究进展,介绍了贮氢材料的性能特点,并对贮氢合金、轻质金属-铝氢化物、玻璃微球、碳纳米管、高比表面活性炭、有机液体氢化物等贮氢材料做了进一步的综述。