FeCo/MgO催化生长体相单壁碳纳米管的直径调控

单壁碳纳米管的直径可控生长是碳纳米管生长与应用领域的重要问题。直径在0.9–1.2 nm范围内的碳纳米管非常适合应用于近红外荧光生物成像领域和量子器件单光子光源之中。本文使用FeCo/MgO催化剂生长出了直径在这一范围内的体相单壁碳纳米管,并研究了催化剂制备和CVD生长条件对碳纳米管直径的影响。催化剂前驱体的制备是获得小尺寸催化剂颗粒的关键步骤。在浸渍过程中,使用难水解的金属硫酸盐作为前驱体、降低浸渍pH以及加入络合剂分子都会抑制溶液干燥过程中金属盐的水解,从而控制催化剂的尺寸,使其适合于生长出直径可控的单壁碳纳米管。在CVD生长过程中,使用乙醇作为碳源、使用较低的碳氢比例也有利于小直径碳纳米管的生长。

碳纳米管透明导电薄膜的可控制备

碳纳米管具有优秀的导电性能、透光性能和十分突出的柔性,在柔性透明导电薄膜中有着良好的应用前景.如何制备同时拥有良好导电性能和透光性能的碳纳米管薄膜是这一领域研究的核心问题.本综述介绍了碳纳米管薄膜的制备方法,并重点讨论了基于漂浮催化剂化学气相沉积法的碳纳米管薄膜的可控制备.在生长过程中限制碳纳米管的团聚、增加碳纳米管的长度、降低杂质的含量是提高碳纳米管薄膜性能的主要策略.

单壁碳纳米管的直径可控生长

单壁碳纳米管具有十分独特的结构和优异的性质,在许多领域都有重要的应用前景.单壁碳纳米管的直径可控生长是碳纳米管合成中的基础问题之一.在这篇综述中,我们从催化剂的尺寸控制和生长条件的调控两个方面讨论了单壁碳纳米管直径可控生长的策略.设计合成尺寸均一的催化剂,防止催化剂的团聚和熟化,是控制催化剂尺寸的主要问题.碳源的种类与浓度、生长温度以及其他气体组分等化学气相沉积条件也会显著影响碳纳米管的直径分布.有效控制催化剂的尺寸,再结合对化学气相沉积生长条件的合理调控,才能实现单壁碳纳米管的直径可控生长.

单壁碳纳米管内腔中的分子行为

单壁碳纳米管可以作为纳米尺度的分子容器装填多种分子.结合高分辨透射电子显微镜的原位表征技术,将分子装填进入单壁碳纳米管的内腔中为在原子尺度研究分子的结构和化学性质提供了一种有效的策略.碳纳米管内腔的限域效应往往会驱使装填分子形成一些与体相中完全不同的全新结构,同时也经常会对化学反应的路径产生显著影响.碳纳米管还可以充当模板,影响内腔中化学反应的产物结构.本综述总结了装填分子在碳纳米管内腔中形成的独特结构、碳纳米管内腔中分子的化学反应研究以及装填分子与碳纳米管内壁之间的化学反应.

功能碳基复合材料在锂硫电池正极中的应用

碳基复合材料由于结构可变、形貌可调、成分可控,能够展现出优异的理化特性,在能源存储和转化领域具有极大的应用潜力.其中,锂-硫电池作为高效的能源存储和转化器件,长期受困于硫(S)和硫化锂(Li;S)绝缘的瓶颈,亟需开发高导电的储硫载体帮助锂-硫电池实现可逆充放电.研究表明,碳基复合材料具有强的导电能力,且可以通过表/界面和缺陷工程的技术制备获得,易于实现多功能的耦合,能够显著改善长循环中硫正极的流失,缓解容量和倍率的衰减.本综述通过总结碳基复合材料在锂-硫电池中的应用研究进展,详细讨论功能化的碳基储硫载体和硫正极电化学性能的构-效关系,分析材料的形貌、结构和组分的改变对硫正极电化学性能的影响.最后,对功能化碳基复合材料在锂-硫电池的实用化发展方向进行了展望.

二氧化铀-钯-石墨烯纳米复合材料的合成及其催化4-硝基苯酚还原反应的研究（英文）

本文通过溶剂热方法合成了二氧化铀-钯-石墨烯纳米复合材料.在这种复合材料中,金属钯和二氧化铀的纳米晶负载在石墨烯氧化物上,且钯纳米晶与二氧化铀纳米晶密切接触.这一复合材料对4-硝基苯酚还原反应表现出良好的催化活性,二氧化铀在其中发挥了关键作用.二氧化铀有效地防止钯颗粒在溶剂热过程中团聚、长大;此外,在钯与二氧化铀界面处,电子从钯转移至二氧化铀表面,为催化还原反应提供了更多的吸附和反应位点,从而有效地提高了催化剂活性.