用二胺在碳纳米管上引入胺基团的研究

为了在碳纳米管上引入胺基团,先对CVD法制备的多壁碳纳米管进行了有效的纯化和功能化,用TEM观察了纯化过程中的杂质变化和碳纳米管的形态结构,然后用二环己基碳二亚胺(DCC)缩合剂使功能化了的多壁碳管和乙二胺反应,并采用FT IR红外光谱和Raman光谱对反应前后的碳管进行了表征。红外光谱测试结果表明:反应前红外光谱中在1709cm-1处有羧基的吸收峰,说明碳纳米管的端口及侧壁已被有效功能化;反应后在1581cm-1出现吸收峰表明二者通过酰胺键连接起来,增强了碳纳米管在有机溶剂中的溶解性;Raman光谱中反应前后D峰和G峰无明显区别,表明反应前后碳纳米管结构未发生变化。

纳米杀藻布杀藻效果研究

针对应急性杀藻需求,采用纳米材料研制了纳米杀藻布并对其进行了实验室和小型现场杀藻试验.结果显示,当纳米布面积为0.08cm2.mL-1藻液时,光照3 000 lx下处理24h,藻悬浮液中微囊藻(Microcystis aeruginosa)、鱼腥藻(Anabaena7120)、裸藻(Euglena gracilis)、衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的细胞密度分别下降了77%、69.1%、89.1%和56.9%,硅藻舟型藻(Navicula incerta)的叶绿素下降了18.7%.在无锡五里湖水华发生现场小试结果显示处理1d可使水体Chla的水平下降76%.鱼类急性毒理测试显示该材料无毒性.

纳米Cu_2O花的制备及其光学性质研究

以Cu(CH3COO)2.H2O为原料,CTMAB(十六烷基三甲基溴化铵)和NaOH为添加剂,NaBH4为还原剂,通过液相法在低温(60℃)的条件下分步合成了纳米Cu2O花。采用XRD、SEM、TEM和紫外–可见吸收光谱分析等手段对纳米Cu2O花进行了表征。结果表明,纳米Cu2O花的生长过程符合成核–溶解–再结晶的机制。对照实验发现,NaOH和CTMAB的浓度对最终纳米花的形成起了关键性的作用。

Cu_2O纳米阵列的铜阳极氧化法制备及其光催化杀菌性能研究

本文通过阳极氧化法直接在铜片上生长出纳米氧化亚铜阵列,所得到的样品通过扫描电子显微镜(SEM),紫外可见漫反射(UV-Vis diffuser reflectance),X-射线光电子能谱(XPS)等方法进行了表征,并研究了不同形貌氧化亚铜的杀菌效果。实验结果表明:反应过程中在阳极液中加入一定量的CTAB,有助于氧化亚铜的定向生长。通过控制反应条件(如电流密度,温度,和反应时间),可以得到不同形貌的氧化亚铜。随着电流密度的增大,氧化亚铜的形貌从网状,片状到棒状进行转化。所得到氧化亚铜的禁带宽度为1.95 eV。用所得样品进行杀菌实验,1 h内棒状氧化亚铜的杀菌率达到90.85%,而其它形貌的氧化亚铜杀菌率只有50%左右,与空铜片的杀菌率30%相比,所制得氧化亚铜具有较好的杀菌效果。

TiO_2/碳纳米短管复合体的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/碳纳米短管复合体,利用X射线衍射仪(XRD)、差热-热重分析仪(TG-DTA)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱仪(UV-vis)对复合体的过程和微观结构进行了分析,结果表明:短管与钛酸丁酯的质量比为1%,热处理温度为500℃时,光催化降解活性艳红X-3B效果最好,同时TiO2与碳纳米短管的复合造成TiO2的吸收谱线蓝移。

超短多壁碳纳米管的荧光特性研究

采用混酸（HNO3/H2SO4）化学氧化裁剪法制得S-MWNTs,当样品经过0.1μm的微孔滤膜过滤后,收集滤液得到US-MWNTs,长度约为50 nm.对MWNTs、S-MWNTs和US-MWNTs样品进行荧光特性研究,结果表明S-MWNTs和US-MWNTs都能够产生荧光.S-MWNTs在-500 nm处出现发射峰,最佳激发波长在-310 nm处;而US-MWNTs的发射峰出现蓝移到-460 nm处,并且在相同浓度的情况下其峰的强度远大于S-MWNTs,这可能是MWNTs经过氧化裁剪后其电学性质发生显著的改变所致.由于MWNTs变短导致它的最低空轨道和最高占有轨道之间的能隙增大,使得其捕获激发光的能量增强;同时MWNTs表面的羧酸基团的相对含量也会增大,分散性更好,这样它就可有效的导走光激发生成的电子,减少电子与空穴的复合,光子的利用效率增高,因而荧光现象也随之增强.

塑料表面碳纳米管抗静电覆膜的研究

采用热压和喷涂两种方法在聚丙烯和聚苯乙烯两种塑料表面涂覆了碳纳米管,研究了这两种方法对碳纳米管覆膜塑料表面所达到的抗静电性能影响.结果表明:两种方法制成的抗静电覆膜都能大大降低塑料的表面电阻,但喷涂法更能使碳纳米管在塑料表面均匀分散,从而使塑料表面抗静电性能更加稳定.

低速球磨对多壁碳纳米管球磨特性的影响研究

利用低速球磨机对催化化学气相沉积法制备的多壁碳纳米管进行了球磨。透射电子显微镜实验结果表明,低速球磨机球磨可以使多壁碳纳米管开口和变短,球磨5h后碳纳米管开口和变短效果已经很明显;球磨20h后,发现碳纳米管变短到出现明显的团聚现象。X射线衍射实验结果表明,球磨20h后仍为多壁碳纳米管,每一层碳管仍为规则的石墨化结构。

不同形貌纳米结构的氧化亚铜薄膜的制备及光电性能研究

采用铜阳极氧化法生成了各种形貌的氧化亚铜薄膜材料.通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、开路电压(open circuit)等测试方法对样品的结构及光电化学性能进行了表征.结果表明:反应时的面电流密度及表面活性剂对氧化亚铜形貌有比较大的影响.当CTAB为表面活性剂时,随面电流密度增大,氧化亚铜的形貌从网状、片状到棒状转化.当阳极液中表面活性剂为CTAB、PVP、PEG时,可以分别得到纳米带状、枝桠状及纳米线状的氧化亚铜,并且纳米线状的氧化亚铜具有最好的光电性能.

多壁碳纳米管负载ZnO纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

采用溶胶法,以醋酸锌和硝酸处理过的多壁碳纳米管(MWCNTs)为主要原料,制备了MWCNTs-ZnO光催化复合材料。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等手段研究了制得样品的形态结构;通过紫外-可见分光光度计(UV-vis),在紫外光照射下,分析比较了MWCNTs-ZnO复合材料、MWCNTs和ZnO的混合物以及纯ZnO对甲基橙光催化降解的性能。结果表明:在相同条件下MWCNTs-ZnO复合催化剂对甲基橙光降解有着最高的光催化活性。讨论了复合催化剂用量、重复使用等因素对甲基橙光催化降解效果的影响,并就复合催化剂的抗光腐蚀机制进行了初步的探讨。

单根碳纳米管场致发射表面电荷分布研究

考虑碳纳米管尺寸及端帽形状,计算得到了比较精确的金属型纳米管表面电荷密度相对分布曲线。与先前的理论结果作比较,消除了曲线上的波动,曲线相对抬高,尖端附近电荷量所占比例减小。进一步研究了长度、半径和长径比对电荷密度相对分布曲线的影响,表明长度主要影响管身电荷密度相对分布,半径主要影响尖端电荷密度相对分布。在忽略其他条件影响下,长径比相同的碳纳米管,电荷密度相对分布曲线趋势完全相同。

CVD法工业化生产纳米碳管的研究

以乙炔为原料气,用工业化生产炉代替小型实验研究炉批量制备出了纳米碳管,产量为150g/h。TEM图和Raman光谱结果表明,纳米碳管管径均匀分布在20～30 nm间,具有很高的石墨化程度。同时,讨论了生产炉结构、工艺参数以及裂解温度、裂解时间和原料气流量对纳米碳管的影响。

CVD法工业化生产纳米碳管的研究

以乙炔为原料气,用工业化生产炉代替小型实验研究炉批量制备出了纳米碳管,产量为150g/h.TEM图和Raman光谱结果表明,纳米碳管管径均匀分布在20～30 nm间,具有很高的石墨化程度.同时,讨论了生产炉结构、工艺参数以及裂解温度、裂解时间和原料气流量对纳米碳管的影响.

纳米Cu_2O／TiO_2异质结薄膜电极的制备和表征

通过阴极还原在纳米TiO2膜上电沉积Cu2O,获得了p-Cu2O／n-TiO2异质结电极．研究了沉积温度对Cu2O膜厚、纯度和形貌的影响,制备出纯度较高、粒径为40-50nm的Cu2O 薄膜．纳米Cu2O膜在200℃烧结后透光性最好,禁带宽度为2．06eV．光电化学测试表明纳米 p-Cu2O／n-TiO2异质结电极呈现较强的n-型光电流响应并且能够提高光电转换效率．

ZnO-CNTs纳米复合材料的制备及性能表征

以醋酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)和经硝酸处理过的碳纳米管(CNTs)为原料,一缩二乙二醇(DEG)为溶剂,采用溶胶法制备得到ZnO-CNTs纳米复合材料,并通过XRD、TEM、SEM、IR、PL等手段对样品进行了表征,TEM及SEM结果显示,负载在碳纳米管上的氧化锌纳米颗粒的尺寸小于25nm.讨论了反应时间、反应温度等因素对产品形貌的影响,并对复合材料的光致发光效应及其形成机理进行了初步的探讨.PL结果表明,相对于纯ZnO,ZnO-CNTs纳米复合材料的近紫外发射峰峰位发生了明显的蓝移.

纳米TiO_2/Cu_2O复合物的可见光降解活性艳红和分解水制氢的机理

采用溶胶-凝胶法和化学沉积法制备纳米TiO2/Cu2O复合粉体。可见光光催化实验结果表明:TiO2/Cu2O复合粉体具有较高的可见光降解活性和分解水制氢性能。根据TiO2和Cu2O的导带和价带位置以及TiO2、Cu2O和TiO2/Cu2O复合粉体的可见光光催化实验结果,提出TiO2/Cu2O复合粉体的可见光光催化机理:在可见光照射下,Cu2O导带上产生的电子转移到TiO2的导带上,Ti4+捕获这些电子后成为Ti3+,这些被捕获的电子具有很长的寿命,能转移到复合粉体和溶液的界面。在光降解活性艳红的过程中,这些电子与吸附氧结合后可最终形成过氧化物自由基或氢氧自由基,从而氧化有机物;而在分解水制氢过程中,这些电子与H+结合后可形成H2。光照后TiO2/Cu2O复合粉体的XPS表征显示Ti3+的存在,证明机理理论的正确性。

改性TiO_2对X-3B的光催化性能及其降解动力学研究

以活性艳红 X-3 B为模型化合物 ,比较了改性前后 Ti O2 光催化活性的变化。试验结果表明 ,通过改性大大提高了 Ti O2的光催化活性 ,Fe3+和 Ag+的掺杂量均有一个最佳值 ,在试验的掺杂范围内 F e3+和 Ag+的最佳掺杂量分别是 0 .1%和 0 .0 5 %。对其宏观降解反应动力学的研究表明 ,X-3 B在 Ti O2 、Fe3+ +Ti O2 和 Ag+ +Ti O2 3种催化剂上的光催化降解动力学均能很好地符合Langmiur-Hinshelwood动力学模型。其表观反应速率常数的大小顺序依次是 Ag+ +Ti O2 >Fe3+ +Ti O2 >Ti O2 ;吸附平衡常数则是 Fe3+ +Ti O2 和 Ag+ +Ti O2 两者基本相等 ,两者均比纯 Ti O2 大 2～ 3倍。

化学浴沉积法制备纳米氧化亚铜薄膜

用改进后的化学浴沉积法制备了纳米Cu2O薄膜，并对成膜条件及膜的性能进行了研究．结果表明：化学浴沉积法改进后有利于制备高质量的纳米Cu2O薄膜；最佳反应温度为60～70C，此温度范围内Cu2O薄膜的膜厚随着循环次数线性增加．制备的薄膜纯度较高．表面较平整和致密，Cu2O粒径为14～22nm，其禁带宽度为2．01eV．

碳纳米管空气阴极的制备及其光电催化性能

采用CVD法制备了碳纳米管(CNT s),并用X-射线衍射、TEM等方法进行表征.进一步得到碳纳米管空气阴极,用于降解活性艳红X-3B、处理农药废水和检测羟自由基的应用研究,并与碳黑空气阴极做了对比试验.结果表明:碳纳米管空气阴极较碳黑空气阴极有更强的光电催化性能,碳纳米管是一种具有很大发展潜力和广阔应用前景的新材料.

高分散碳纳米管载银催化剂的制备

提出了一种制备附载型高分散碳纳米管载银(Ag/CNT)催化剂的非常有效的方法——功能离子预吸附法,对这种方法的基本原理进行了介绍并初步摸索了制备Ag/CNT催化剂的优化条件.通过对吸附离子吸附曲线的分析、TEM图比较以及催化活性的测定,可知功能离子的预吸附有利于小粒径粒子的生长和均匀分布;用全超声波搅拌或超声波结合机械搅拌方式和较高反应温度(85℃)下制得的催化剂有良好的催化活性.