碳纳米管的制备

碳纳米管的制备

一、碳纳米管的制备研究(论文文献综述)

刘影[1](2021)在《离子液体改性碳纳米管对丁腈橡胶纳米复合材料性能的影响》文中指出由于碳纳米管本身拥有比较大的长径比和比表面积,表面能大等特点,使碳纳米管容易产生缠绕团聚,故其在橡胶中的应用受到阻碍。为了使碳纳米管在橡胶中的分散性能变得更好,从而在橡胶等聚合物材料中发挥更大的优势,碳纳米管的改性问题成为现如今比较重要的问题。基于碳纳米管和离子液体本身拥有的优异性能,本文首先运用咪唑类离子液体通过非共价键改性的方式与碳纳米管外壁形成π-π相互作用,稳定地吸附在碳纳米管上,制备了分散性良好且保留碳纳米管自身结构的一种改性碳纳米管(IL-MWCNT)。然后分别运用固相分散和液相分散的方法将制备好的改性碳纳米管与丁腈橡胶(NBR)和丁腈胶(NBRL)进行混合,制得了IL-MWCNT/NBR和IL-MWCNT/NBRL的复合材料。本文通过拉曼光谱仪(Raman)、热失重分析仪(TGA)等仪器测试了经离子液体改性的碳纳米管;通过扫描电子显微镜(SEM)、橡胶加工分析仪(RPA)、动态力学分析仪(DMA)等测试仪器对碳纳米管在橡胶内的分散情况,以及橡胶复合材料的机械性能、硫化性能、动态力学性能等进行了深入的研究。研究结果如下:(1)碳纳米管在实验室分散研磨机的研磨下,与离子液体发生阳离子-π、π-π相互作用,使离子液体能够稳定的附着在碳纳米管,实现离子液体对碳纳米管的非共价键改性,并使碳纳米管原本的结构没有遭到破坏。通过透射电子显微镜(TEM)观察可看到碳纳米管在水中的缠结明显展开,黑色团聚减少,在水中呈现出分散均匀的状态。通过TGA表征了经过离子液体改性的碳纳米管和未改性的碳纳米管之间的变化关系。分析可得,碳纳米管与离子液体之间发生了相互作用,能够在水中形成稳定的悬浮液,使碳纳米管在水中能够稳定且均匀的存在。(2)将离子液体改性成功的碳纳米管和丁腈橡胶、丁腈胶乳共混。通过SEM观察制得的复合材料,团聚情况较未改性的碳纳米管明显减少,碳纳米管可以均匀的分散在丁腈橡胶和丁腈胶乳基体内。对IL-MWCNT/NBR和IL-MWCNT/NBRL复合材料进行力学性能测试,比较可得,经过离子液体改性后的复合材料拉伸和撕裂性能均得到提高;通过硫化测试可得,焦烧时间t10随着离子液体添加量的增加而减小,说明硫化诱导期变小,缩短了IL-MWCNT/NBR和IL-MWCNT/NBRL复合材料开始硫化的时间。同时正硫化时间t90也开始降低。这是因为改性后的碳纳米管在橡胶中能够快速分散均匀,形成碳纳米管-橡胶网络,增加了复合材料的传热性,从而使硫化速度变快;通过RPA,DMA等表征仪器对橡胶进行橡胶加工性能和动态力学性能的测试,经过离子液体改性的IL-MWCNT/NBR和IL-MWCNT/NBRL的复合材料和未改性的橡胶复合材料相比,ΔG’变小,表明碳纳米管之间的作用力变小,碳纳米管可在橡胶内分散更加均匀,碳纳米管和橡胶的界面作用力增大;玻璃化转变温度降低,橡胶复合材料的耐寒性增加。本实验数据表明,当加入3 phr的离子液体对碳纳米管进行改性时,补强效果达到最佳,制备的IL-MWCNT/NBR和IL-MWCNT/NBRL复合材料性能达到最好。(3)添加3 phr离子液体改性的碳纳米管,将丁腈橡胶和丁腈胶乳共混形成的IL-MWCNT/NBR和IL-MWCNT/NBRL两种复合材料进行比较。经分析可得,IL-MWCNT在IL-MWCNT/NBRL中的分散均匀性优于IL-MWCNT/NBR复合材料,IL-MWCNT对IL-MWCNT/NBRL复合材料的补强效果优于在IL-MWCNT/NBR复合材料中。

王瑞倩[2](2021)在《碳纳米管太赫兹超材料用于农产品质量安全检测的机理及其排列方式优化》文中研究表明太赫兹波谱技术由于其安全性、透视性与指纹谱性等特点,在农产品质量安全检测中的应用展现出诱人的前景。然而,太赫兹波与样品间的相互作用较弱,使太赫兹波谱技术的检测灵敏度进一步提高受到限制。通过利用超材料激发表面等离激元从而增强太赫兹波与样品间的相互作用,能够有效提升获取信号的能力。碳纳米管具有优异的吸附性能、快速电子转移特性,且产生的等离子体损耗小、可调谐。因此,基于碳纳米管制备的超材料在太赫兹传感应用领域具有巨大潜力。本文以葡萄糖与甲基毒死蜱为检测对象,基于太赫兹时域波谱技术,采用两步法分别制备无序与有序碳纳米管太赫兹超材料(Terahertz Metamaterial,THz-MM)开展检测研究。探索并建立了利用碳纳米管THz-MM应用于农产品质量安全检测的方法,为解决太赫兹传感中的共性问题提供了新方案,也为农产品质量安全快速检测提供了新思路。本文的主要研究内容和研究结果如下:(1)探索了一种采用两步法制备得到无序碳纳米管THz-MM的方法,并用于葡萄糖与甲基毒死蜱的检测。使用实验测试和模拟计算确定了THz-MM在太赫兹反射模式下的谐振频率为0.4 THz。在此基础上,以THz-MM为载体,实现了对最低浓度为30ng/m L葡萄糖和10 ng/m L甲基毒死蜱样品的快速测定,并通过模拟电场分布对检测机理进行了分析。(2)采用慢速抽滤法制备了高取向性、高填充度的有序碳纳米管膜,并探究了制备有序碳纳米管THz-MM时短棒条带结构的方向与碳纳米管排列取向之间的关系。分别沿碳纳米管排列取向的不同方向雕刻短棒条带结构制备了THz-MM,并通过分析发现平行型THz-MM的透射率变化范围近乎0-1,由此确定了平行于碳纳米管的排列取向是制备THz-MM的最佳方向。(3)提出采用层层叠加法获取多层有序碳纳米管膜,探索并建立了一种基于平行型有序THz-MM进行葡萄糖与甲基毒死蜱检测的方法。通过实验测试掌握了THz-MM的透射特性与太赫兹波入射方向的关系,以及在太赫兹透射模式下THz-MM的谐振峰等信息。在此基础上,采用滴样干燥法对不同浓度的葡萄糖与甲基毒死蜱样品进行了透射测试,最低检测限分别为20 ng/m L与10 ng/m L,相较于无序THz-MM检测灵敏度提高了10 ng/m L,并对检测机理进行了模拟分析。(4)探究并比较了无序与有序碳纳米管膜的吸附性能的差异,从而阐述了吸附作用对THz-MM检测灵敏度的影响。通过元素分析、吸附截留、分子动力学仿真与接触角实验,测试并模拟了无序与有序碳纳米管膜对待测物质的吸附能力,发现有序碳纳米管膜的吸附性能为无序碳纳米管膜的2倍,因而更有利于实现对待测物质分子的捕捉与富集,从而实现物质的高灵敏度检测。

李珊珊[3](2021)在《火焰法合成碳基纳米材料及其电化学性能研究》文中研究说明近年来电子市场相继出现可折叠、可穿戴电子设备,引领新时代发展潮流。柔性电子技术的核心是柔性储能设备的发展,研究高容量的柔性电极材料则是开发柔性储能领域的关键。其中,自支撑电极作为柔性电极的一种逐渐获得人们的关注。自支撑电极大多是具有高容量、易组装等优点的薄膜材料,能量密度较高,无需导电剂、粘结剂和金属集流体的添加便可直接用于电池中。碳纳米管因具有较强的机械性和导电性而被广泛用于电池和电容器的电极材料领域方面的研究。碳纳米管膜大多通过过滤碳纳米管悬浊液制得,被广泛应用于制备柔性电极材料的工艺中。但碳材料的理论容量较低,无法满足高性能电子储能设备的需求,因此碳纳米管膜可作为碳质基体负载高电容活性物质来制备高性能复合电极材料,提高电池的整体性能。本文采用火焰法合成出以单壁碳纳米管为基体的薄膜状复合材料,并对复合材料进行结构和电化学性能分析。研究内容如下所述:(1)在火焰法制备单壁碳纳米管(SWCNTs)过程中,在碳源中添加含氮前驱体(尿素)原位合成氧化铁/氮掺杂单壁碳纳米管(Fe2O3/N-SWCNTs)。将所得复合材料可直接裁剪,用作锂离子电池柔性自支撑电极材料。电化学性能测试表明,由于具有较高的石墨式N(0.45 at%)含量,在50 mA g-1下,电极材料表现出的可逆容量为1022 mAh g-1,在电流密度200 mA g-1下循环120圈后仍保持600 mAh g-1的容量。该材料的储锂行为主要是表面控制的电容过程。分析认为,Fe2O3作为活性物质提供较高的比电容;N原子的掺杂提高了SWCNTs的导电性,加快电子的传递,使材料的倍率性能有所提高;N-SWCNTs形成网络状结构作为负载Fe2O3的碳质基体,可以阻碍Fe2O3的团聚,缓解循环工作的过程中因体积变化而产生的应力,使复合材料表现出循环稳定性。(2)相对锂离子电池而言,钠离子电池成本较低、安全性能好,在电网级大型储能设施中具有广阔的发展前景。在复合材料中,无定型具有较大比表面积,可以增加电极与电解液的接触面积,为Na+的可逆储存提供丰富的活性位点;SWCNTs可以增加材料的导电性促进电子的转移,还可以作为无定形碳附着的载体,使材料具有优异的倍率和循环性能。利用火焰法一步合成不同比例的树枝状无定形碳/单壁碳纳米管(AC/SWCNTs),并对其进行电化学性能测试。研究发现,当AC/SWCNTs的碳层间距(0.424 nm)达到最大时,在50 mA g-1时表现出220.7 mAh g-1容量,经过150次循环后,仍保持146.7 mAh g-1的比容量。该复合电极材料的储钠机制是以扩散控制为主。本文采用火焰法快速制备出以SWCNTs为载体的薄膜材料,对于提高电池的能量密度具有重要意义。

许文静[4](2021)在《基于聚合物包裹的单手性(9,8)碳纳米管的印刷薄膜晶体管和光电特性》文中研究说明相对于目前所使用的由多种半导体手性碳管组成的单壁碳纳米管材料(如用共轭化合物从电弧放电方法制备的碳纳米管中分离的半导体碳纳米管)而言,单手性(9,8)单壁纳米管具有确定的带隙、较合适的管径(即较合适的带隙),由(9,8)碳纳米管制作的晶体管有望在器件开关比和性能的一致性等方面表现出更加优越的性能(如开关比更高、器件的一致性更好等),加上这类器件的电流开关比不会随着VDS的增加而显着降低,因此开展单手性碳纳米管器件的研究对下一代碳基电子器件的发展具有重要意义。本课题的主要内容包单手性(9,8)碳纳米管墨水制备、(9,8)碳纳米管薄膜晶体管器件构筑以及光电性能研究这三个部分。具体包括:(1)单手性(9,8)碳纳米管的分离。通过调整[N,N′-二(2-辛基十二烷基)-异靛蓝-共-(9,9-二辛基芴基-2,7-二基)](PFIID)等聚合物与化学气相沉积法生长的富含(9.8)碳纳米管混合物粉末的质量比,成功分离出高浓度的(9,8)手性半导体碳纳米管(S11的吸光度高达1.6),并进行了分子动力学模拟,模拟结果与实验一致。(2)单手性(9,8)碳纳米管薄膜晶体管制备。实验结果表明在沉积单手性(9,8)半导体碳纳米管墨水的过程中,环境湿度会严重影响单手性(9,8)碳纳米管薄膜晶体管器件性能。若采用滴涂的工艺需在低湿度的条件下进行,而通过气溶胶打印可以在任何湿度的条件下都能得到性能优越的(9,8)碳纳米管薄膜晶体管。其原因归功于在气溶胶打印沉积的过程中有氮气的保护而使碳纳米管与空气中的水和氧气隔离,有利于碳纳米管与基底之间形成氢键或其他相互作用力,使碳纳米管高效固定在基底表面。系统地研究了半导体碳纳米管墨水浓度、印刷次数和后处理工艺(如退火温度和清洗溶剂等,如甲苯和四氢呋喃以体积比2:1的混合溶剂作为清洗溶剂时,能更好的去除碳纳米管薄膜中多余的聚合物)对器件性能的影响规律,最终获得了性能良好的碳纳米管薄膜晶体管器件,如器件的开关比和迁移率分别达到108和6 cm2V-1s-1左右,且当漏源电压(VDS)分别为-0.2、-0.5和-1 V时,器件的开关比没有明显变化。考虑到(9,8)碳纳米管薄膜晶体管的迁移率不理想,还尝试了将单手性(9,8)碳纳米管墨水与多手性混合半导体碳纳米管(P2)墨水以一定比例混合,来提升器件性能,用混合墨水制备出的晶体管迁移率可到18 cm2V-1s-1,开关比仍然大于107,而器件的Ioff只有上升一些。(3)利用轻掺杂硅作为底栅构建了(9,8)碳纳米管光电晶体管,并在脉冲光和电压刺激下展示出优越的光电神经形态特性、光电存储和逻辑功能。以此同时,在碳纳米管薄膜上旋涂一层罗丹明B薄膜作为光敏层,其光电类神经元特性、存储、记忆和逻辑功能性能都有所提高。

王晓迪[5](2021)在《蛭石基上垂直定向的碳纳米管阵列的制备研究》文中提出垂直排列的掺氮碳纳米管阵列(VA-NCNTs)自面世以来一直备受关注,在诸多领域都拥有深厚的应用潜力,但大规模、有序排列的氮掺杂碳纳米管的有效合成一直是一个挑战。本文提出了一种在蛭石层间制备大量垂直排列的掺氮碳纳米管阵列的简易方法。具体的,以层状化合物蛭石为基底,Fe/Mo作为活性金属相催化剂均匀分布在蛭石层间,三聚氰胺同时作为碳源和氮源,在800℃的水平固定床反应器中成功合成了大量长度和直径较均匀的、类竹子状的掺氮碳纳米管阵列。主要研究内容和结论包括:首先,催化剂是制备碳纳米管的关键,本文通过研究证明,催化剂活性金属负载量、催化剂的焙烧温度是影响碳纳米管阵列形貌和质量的关键参数。扫描电子显微图像(SEM)表明,金属负载量直接影响催化剂活性位点的数量,催化剂载体和过渡金属负载量的最佳配比为5:1,而焙烧温度则会影响蛭石层的层间距和碳纳米管阵列的长度,最有利于碳纳米管阵列生长的催化剂焙烧温度为800℃。其次,通过高温分解富含氮的三聚氰胺,在Fe/Mo/蛭石催化剂的催化下,使用水平化学气相沉积法来合成垂直于蛭石层间的掺氮碳纳米管阵列,并且重点探究了温度对VA-NCNTs形貌和质量的影响。结果表明在CVD合成过程中,VA-NCNTs对温度变化很敏感,其最佳生长温度为800℃,在这一温度时VA-CNTs的长度和直径相对均匀。除此之外,CNTs的排列、直径、含氮量和含氮功能类型都可以通过温度来进行调节。这项工作有助于研究生长温度对制备的CNTs形貌的影响,并为可控量产定向NCNTs提供了一种潜在的方法。

李东方[6](2021)在《贻贝启发的明胶表面改性碳纳米管的制备和生物相容性研究》文中提出目的:易团聚、高疏水性以及在高浓度下产生细胞毒性是影响碳纳米管(CNT)在生物医学领域应用的关键因素,用亲水性和生物相容性的分子对碳纳米管进行表面改性是实现碳纳米管良好分散和降低其毒性的有效方法。对改性的碳纳米管进行表征和体外细胞毒性实验,为提高碳纳米管在口腔生物医学领域的应用提供实验数据。方法:基于贻贝仿生法处理CNT,形成聚多巴胺(PDA)涂覆的CNT(CNT@PDA),再通过Micheal加成反应将明胶(Gel)接枝在CNT@PDA表面,形成明胶改性的CNT(CNT@PDA@Gel)。采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析CNT、CNT@PDA和CNT@PDA@Gel三种样品表面的元素。采用热重分析仪(GTA)分析三种样品的失重。三种样品的悬浮液经超声震荡后静置,观察其分散程度,采用扫描电子显微镜(SEM)观察三种样品的表面微观形貌。采用吖啶橙/溴化乙锭(AO/EB)染色法和MTT法评价不同浓度样品的细胞毒性。结果:XPS能谱分析显示当PDA涂覆在CNT表面时,除C1s和O1s特征峰外,在400.00 e V处出现了N1s的特征峰,N原子的含量为2.08%;当明胶接枝在CNT@PDA的表面,光谱出现了C1s,O1s和N1s的信号,CNT@PDA@Gel的N原子含量为7.86%。定量分析结果证明PDA可以成功地覆盖在CNT的表面,明胶可以成功地接枝到CNT@PDA的表面。采用TGA分析三种样品的重量损失。在500℃以下,CNT不会发生重量损失,表明CNT具有良好的热稳定性,选择在550°C比较不同样品之间的重量损失,CNT@PDA的重量损失比CNT多约12%,该值主要是由于PDA层的分解所致;将明胶接枝到CNT@PDA的表面时,CNT@PDA@Gel和CNT@PDA之间的差异约为13%,主要来自明胶的分解。采用SEM观察不同样品的表面微观形貌,CNT样品中的纳米管相互缠结,并且难以分散它们。当PDA涂覆在CNT的表面后,纳米管可以很好地分散,CNT的聚集受到很大的阻碍。将明胶接枝到CNT表面后,CNT@PDA@Gel具有亲水性且分散性很好。采用L929细胞(小鼠成纤维细胞)进行细胞毒性实验。AO/EB染色比较不同样品的细胞毒性,在高浓度(40μg/m L)下,CNT@PDA和CNT@PDA@Gel组的死细胞比CNT组少得多,细胞毒性更小。采用MTT法进行细胞毒性的定量分析,CNT@PDA和CNT@PDA@Gel显示比CNT更高的细胞存活率。结论:通过明胶与聚多巴胺涂层的碳纳米管之间的化学反应成功制备了CNT@PDA@Gel,它可以很好地分散在溶液中,表明通过明胶改性有效地改善了CNT的疏水性,实现了CNT的分散。体外细胞毒性实验证明CNT@PDA@Gel比CNT具有更好的生物相容性。这项研究的表面改性方法简单且易于实施,同时解决了CNT的聚集性和细胞毒性问题,使其具有良好的亲水性和生物相容性;还可以扩展将其他分子接枝到CNT表面,对拓宽CNT在口腔生物医学领域的应用提供参考。

李柳[7](2021)在《多巴胺碳纳米管复合纳滤膜的制备及处理模拟染料废水》文中提出目前,通过改性无机纳米粒子制备复合膜的方式备受关注。在各种纳米材料中,碳纳米管表现出优异的力学、电学以及热力学等性质成为近年来的研究热点。将碳纳米管应用到改性纳滤膜中可将膜材料和碳纳米管的优良性能相结合,提升纳滤膜性能,扩大其在水处理领域的应用范围。本文以碳纳米管为基本研究材料,多巴胺为辅助材料,进行改性材料的制备,进而制备改性纳滤膜。优化了超滤基膜铸膜液的配制比例,研究纳滤膜水相、有机相最佳沉积时间。分析改性材料的最佳添加量以及实验压力和温度对纳滤膜性能产生的影响。此外,对纳滤膜进行了X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、水接触角等表征。最后,考察纳滤膜在模拟染料废水中的处理效果。进一步考察染料废水的最佳进料浓度以及纳滤膜对四种模拟染料废水的截留性能。实验结果如下:(1)超滤基膜的制备。采用浸没沉淀相转化法制备超滤基膜,配制两种不同超滤膜。通过比较超滤膜渗透性能以及扫描电镜分析,确定铸膜液成分比例为17 wt%聚砜(PSF)、8 wt%聚乙烯吡络烷酮(PVP)、7wt%聚乙二醇(PEG)条件下制备的超滤膜性能更优异。在0.1 MPa运行条件下,超滤基膜的纯水通量为210.24 L/(m2·h),过滤BSA溶液的通量和截留率分别为59.28 L/(m2·h)和98%。(2)改性碳纳米管的制备。将多巴胺接入碳纳米管上制备多巴胺-碳纳米管(DA-CNTs)材料,使碳纳米管材料在水溶液中的分散性得到提升。通过傅里叶红外光谱、透射电镜、拉曼光谱确定多巴胺成功包覆到碳纳米管上,羟基等亲水性官能团增加。对比改性前后CNTs材料在水溶液中不同时间的分散情况,发现DA-CNTs的分散性明显优于未改性碳纳米管。(3)界面聚合法制备DA-CNTs改性纳滤膜。通过单因素实验考察制备纳滤膜时水相、有机相沉积时间对膜材料性能的影响。当水相沉积时间120 s,有机相沉积时间80s时所制备的纳滤膜性能最佳。以此条件制备改性纳滤膜,将DA-CNTs作为水相添加剂引入到聚哌嗪酰胺纳滤膜中,研究水相溶液中不同浓度DA-CNTs含量对纳滤膜结构和性能的影响。通过XPS和FTIR分析证明DA-CNTs有效沉积在纳滤膜表面,且改性纳滤膜含有羧基和羟基明显增多,氧含量相比于未改性纳滤膜也明显升高。通过SEM、AFM、接触角表征观察到当DA-CNTs添加浓度为0.25wt%时,膜面光滑,粗糙度低,亲水效果最佳。通过膜的选择透过性测试可知,0.25wt%DA-CNTs纳滤膜达到最大通量以及最高截留率。以压力0.8MPa、温度40℃的最佳实验条件下,0.25 wt%DA-CNTs纳滤膜的一价盐截留率45%,对二价盐的截留率为89%。(4)改性纳滤膜处理模拟染料废水。选择四种模拟染料废水(甲基蓝、刚果红、结晶紫、甲基橙)作为考察对象,当染料进料浓度为100mg/L时,纳滤膜的处理效果最佳。在40℃、0.8 MPa,进料浓度100mg/L的条件下,改性纳滤膜的处理效果是甲基蓝(99.3%)>刚果红(92%)>结晶紫(71.7%)>甲基橙(64.5%)。延长0.25wt%DA-CNTs纳滤膜处理甲基蓝溶液的时间,3h后甲基蓝染料的通量与截留率稳定在30 L/(m2·h)和99.7%。

祝子欣[8](2021)在《以PP为碳源的CNTs宏量制备及PVA/CNTs纳米纤维研究》文中进行了进一步梳理碳纳米管(CNTs)是由一层或多层石墨片卷绕而成的一维碳材料。因其特殊的结构,CNTs具有良好的力学、导电、导热及化学性能等,在电子器件、吸波材料、催化剂负载等领域有广泛的应用前景。诸如基于电弧放电、激光蒸发和化学气相沉积的碳纳米管制备方法,工艺复杂、产量低、成本高,使得CNTs的价格昂贵,阻碍了其商业化应用。合成高效催化剂以提高CNTs的成核、生长动力学以及开发新的高效制备方法是碳纳米管低成本制备技术的一个重要的研究方向,对促进碳纳米管的应用具有重要意义。本论文首先通过模板法合成了Ni-Mo-Mg催化剂,研究了原料配比对催化剂的组成和结构的影响。然后以PP为碳源,通过将PP与Ni-Mo-Mg催化剂共混、烧结制备了碳纳米管,研究了催化剂组成结构和烧结条件对CNTs得率、结构及性能的影响。最后通过静电纺丝法制备了聚乙烯醇(PVA)/CNTs复合纳米纤维膜,研究了碳纳米管的加入对PVA结构和性能的影响规律。具体的研究内容和结果如下:(1)模板法制备Ni-Mo-Mg催化剂。以粘胶纤维布为模板,通过浸渍不同配比的硝酸镍、硝酸镁及钼酸铵溶液,经过烧结合成了三种不同Ni/Mo/Mg比例的催化剂,研究了Ni/Mo/Mg比例对制得催化剂颗粒大小、组成的影响。结果表明,由于催化剂晶体是在纤维素非晶区受限生长的,因此晶粒大小均匀且不会生长成为很大的晶体,当Ni/Mo/Mg的比例为7/0.21/1时催化剂平均粒径为7.74 nm,组成主要为面心立方Mg O负载的Ni O,随着Mo含量的增加(Ni/Mo/Mg的比例为7/0.7/1),催化剂的组成和结构没有发生明显改变,平均粒径减小到了6.83 nm,Mo含量继续增加(Ni/Mo/Mg的比例变为7/1.4/1),催化剂组分中出现了单斜晶型的Mg Mo O4,使粒径分布变宽、平均粒径增大。在此基础上,在这三种不同比例的Ni-Mo-Mg催化剂的催化作用下以PP为碳源制备了碳纳米管,研究其催化性能,发现当Ni/Mo/Mg的比例为7/0.7/1时对PP转化为碳的催化效率是最高的,因此后面以此为催化剂进行碳纳米管的制备。(2)烧结工艺与碳纳米管收率及结构的相关性研究。将聚丙烯与Ni/Mo/Mg比例为7/0.7/1的催化剂熔融共混制备成母粒,再在管式炉中经一步烧结法制备了碳纳米管,研究了烧结过程中的烧结温度、催化剂添加量对制备碳纳米管收率、结构的影响。结果表明:当固定催化剂添加量为5 wt%时,随着烧结温度从750℃升高至950℃,碳纳米管的得率和石墨化程度呈现先增高后降低的趋势,当烧结温度为850℃时碳纳米管的收率可达12.71%,Raman图谱中IG/ID的比例可达1.33,直径约20 nm,管壁层数约为24层;当固定烧结温度为850℃时,随着催化剂的添加量从1 wt%升高至10 wt%,碳纳米管的得率和石墨化程度有先增高后降低的趋势,当催化剂添加量为7 wt%时碳纳米管的收率可达19.15%,Raman图谱中IG/ID的比例为1.00,直径约20 nm,管壁层数约为20层。(3)Fe/Ni-Mo-Mg复合催化剂协同效应的研究。在结论(2)的基础上,为了进一步提高收率,我们使用羰基铁、Ni-Mo-Mg及Fe/Ni-Mo-Mg三种催化剂,对比研究了Fe/Ni-Mo-Mg复合催化剂的协同效应。结果表明:在催化剂总含量相同的情况下,仅使用羰基铁作催化剂制备碳纳米管的收率极低但石墨化程度很高,Fe添加量为5 wt%时的产物CNTs-Fe-5收率仅为0.85%,而Raman图谱中IG/ID的比例为2.46,仅添加5 wt%的Ni-Mo-Mg催化剂时收率为12.71%,Raman图谱中IG/ID的比例为1.33,而当使用Fe/Ni-Mo-Mg混合催化剂时收率和石墨化程度都可达到一个较高的水平,同时添加2.5 wt%的Fe催化剂、2.5 wt%的Ni-Mo-Mg催化剂时,产物CNTs-Fe/Ni-2.5/2.5的收率可提高至14.47%,Raman图谱中IG/ID的比例为1.40,具有高溶碳能力的羰基铁对Ni-Mo-Mg催化剂有协同效应,羰基铁的加入可以进一步提高碳纳米管的得率和石墨化程度。(4)PVA/CNTs复合纤维膜的结构与性能研究。以CNTs为填料,通过静电纺丝得到了PVA/CNTs复合纤维膜,研究了纺丝电压和CNTs添加量对复合纤维膜结构及性能的影响,实验结果表明,固定CNTs的量为0.5 wt%,纺丝电压从9 k V升高至17 k V的过程中,纤维的坍塌、粘连及串珠等缺陷明显被改善,17 k V的条件下可以得到均匀稳定、缺陷较少的PVA/CNTs复合纤维膜,纤维的平均直径为0.2μm左右,继续升高纺丝电压至25 k V,复合纤维膜的结构和形貌变化不明显;固定纺丝电压为17 k V,随着CNTs的添加量从0.25 wt%升高至1 wt%,纤维中的串珠、粘连等缺陷越来越多,当CNTs添加量提高至2 wt%时,碳纳米管的团聚现象过于严重导致纺丝过程无法顺利进行,因此在制备PVA/CNTs复合纤维膜时CNTs的添加量不宜超过1wt%。CNTs的加入可提高PVA纤维的热学性能及粘结能力,与纯PVA纤维膜相比,添加1 wt%的碳纳米管就可将残炭率从4.61%提高至10.57%,将粘结剪切强度从126.1 KPa提高到546.6 KPa。上述的性能表明这种PVA/CNTs复合纤维膜可以用作碳纸或碳毡的粘合剂。

张淑娴[9](2021)在《石墨烯/碳纳米管包覆高镍三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的制备及性能研究》文中进行了进一步梳理高镍三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2镍含量较高,其理论比容量大且成本低,作为锂离子电池正极材料极具发展前景。但Ni2+和Li+混排以及较低的Co、Mn含量导致材料的循环、倍率性能较差。石墨烯和碳纳米管具有优异的导电性能和超大的比表面积。本论文通过石墨烯和碳纳米管对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2进行包覆改性。首先通过高温固相法制备出LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2,石墨烯和碳纳米管分别进行预处理。利用超声技术和液相自聚集法将石墨烯和碳纳米管包覆在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2表面。LiNi0.8Co0.1Mn0.102、石墨烯/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料、碳纳米管/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料、石墨烯/碳纳米管/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料通过XRD、SEM、FTIR、TEM等对其结构形貌进行表征,通过充放电性能测试、CV和EIS等对其进行电化学性能测试。研究了石墨烯、碳纳米管包覆以及包覆量对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的影响。实验结果表明:通过此方法可以将石墨烯和碳纳米管成功包覆在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2表面。石墨烯和碳纳米管的包覆并不影响LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的晶体结构和形貌。石墨烯和碳纳米管最佳包覆量为0.8%和0.5%。0.8%-石墨烯/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料在0.1 C下首次充放电比容量分别为222.85、208.93mAh/g,0.5%-碳纳米管/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料在0.1 C下首次充放电比容量分别为229.36、215.59 mAh/g。而LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2在0.1 C下第一次充放电比容量分别为209.90、190.16 mAh/g。0.8%-石墨烯/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 的复合材料在0.1 C下循环 100次,仍可以放出205.18 mAh/g。0.5%-碳纳米管/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料在1 C下循环100次,仍可以放出 191.36 mAh/g。在0.1 C下,LiNi0.8Co0.1Mn0.102循环100次后容量保持率仅为86.5%。石墨烯和碳纳米管的包覆对正极材料的倍率性能也有所改善。将0.8%的石墨烯和0.5%的碳纳米管共同包覆在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的表面。对石墨烯、碳纳米管以及石墨烯/碳纳米管进行TEM测试,结果显示:石墨烯边缘有褶皱出现,碳纳米管的管状结构良好。一维管状的碳纳米管穿插在二维片层的石墨烯之间,形成了良好的三维结构。石墨烯/碳纳米管/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料首次充放电比容量也有了进一步的提升,分别为229.10、217.33 mAh/g,而且循环性能倍率性能也有所改善。石墨烯/碳纳米管/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2复合材料CV和EIS 的测试结果表明:石墨烯和碳纳米管的包覆降低了LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2在充放电过程中的极化和阻抗。而且石墨烯/碳纳米管共同包覆改性的效果优异单独包覆。石墨烯和碳纳米管共同包覆在LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2表面,构成三维网络结构有利于Li+的传输,并且石墨烯和碳纳米管构成“保护屏障”,抑制电解液对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的副反应,可以改善LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的电化学性能。

卫雅杰[10](2021)在《基于3D打印技术的应变传感型智能皮肤材料的制备研究》文中提出随着科技的快速发展,柔性传感器已经广泛应用于医疗监控、机器人、人机交互等领域。为了检测不规则物体与微小外界刺激之间的相互作用,需要制备性能突出的柔性应变传感器。总的来说,可穿戴式柔性应变传感器的主要特点是其灵敏性和能快速感应到人体运动的变化,具有优异的可拉伸性和快速响应性。从而使其能够适应任何形状,并且能够精准传输电信号。然而在传感器的实际应用过程中,会不可避免地遭受损伤导致表面出现裂纹,从而破坏导电网络。为了更进一步提高传感器的灵敏度,与平面结构相比,设计三维结构的传感器具有更高的灵敏度。因此,研发可穿戴“三明治”夹层应变型传感器对保持其稳定性和功能性具有重要意义。基于上述问题,本课题设计并制备了一种“三明治”夹层应变传感器,引入3D打印技术,设计制造不同形状结构的中间导电传感层,采用高导电性的水性石墨烯基导电油墨(CNT+G)作为主要的导电夹层,通过预先构建“两层结构”并且在导电通路中嵌入铜电极材料实现互连结构,既而制备表面介电层硅橡胶材料,从而钝化了导电传感层,具备了保护应变传感器的能力。此外,对于导电硅橡胶复合材料来说,填料的导电性及其在硅橡胶基体中的分散情况是制约其综合导电性能的重要因素。本课题选用具有优异导电性的多壁碳纳米管(MWCNT)作为导电填料,采用良溶剂法制备复合材料的构建方法,该方法借助材料及填料在溶剂中的良好分散有效保留了其高导电性。MWCNT在填充质量分数为4wt%时,复合材料的电导率和体积电阻值跃迁至10-2s/m和200Ω。基于碳纳米管包裹的柔性电子皮肤材料表现出灵敏的动态电响应,在循环加载-压缩中具有良好的可恢复性和重复性。对可穿戴式应变传感器价值进行分析表明,其中附着有平面网格状导电通路的传感器电流信号值跃迁在7.11×10-3A,表现出有规律的运动波形。

二、碳纳米管的制备研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、碳纳米管的制备研究(论文提纲范文)

(1)离子液体改性碳纳米管对丁腈橡胶纳米复合材料性能的影响(论文提纲范文)

摘要
abstract
符号说明
1 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 碳纳米管
        1.2.1 碳纳米管类型、结构
        1.2.2 碳纳米管的制备方法
        1.2.3 碳纳米管的应用
        1.2.4 碳纳米管的功能化改性
    1.3 离子液体概述
        1.3.1 离子液体的类型
        1.3.2 离子液体的合成
        1.3.3 离子液体的应用领域
    1.4 丁腈橡胶的性能与应用
        1.4.1 丁腈橡胶的种类
        1.4.2 结构、性能及应用
        1.4.3 丁腈橡胶复合材料研究现状
    1.5 本文的研究思路和主要内容
2 离子液体(IL)改性碳纳米管(CNT)的制备及表征
    2.1 IL-MWCNT的制备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 实验过程
        2.1.4 表征手段
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 MWCNT和 IL-MWCNT的分散稳定性表征
        2.2.2 MWCNT和 IL-MWCNT的 Raman表征
        2.2.3 MWCNT和 IL-MWCNT的 TEM表征
        2.2.4 MWCNT和 IL-MWCNT的 TGA表征
    2.3 本章小结
3 IL-MWCNT/NBR复合材料的制备及研究
    3.1 IL-MWCNT/NBR复合材料的制备
        3.1.1 实验原料
        3.1.2 实验仪器
        3.1.3 实验步骤
        3.1.4 测试和表征
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 IL-MWCNT在 IL-MWCNT/NBR复合材料中的分散
        3.2.2 MWCNT/NBR和 IL-MWCNT/NBR复合材料的硫化特性
        3.2.3 MWCNT/NBR和 IL-MWCNT/NBR复合材料的力学性能
        3.2.4 MWCNT/NBR和 IL-MWCNT/NBR复合材料加工性能分析
        3.2.5 MWCNT/NBR和 IL-MWCNT/NBR的动态力学性能
        3.2.6 MWCNT/NBR和 IL-MWCNT/NBR耐油溶胀的体积变化率
    3.3 本章小结
4 IL-MWCNT/NBRL复合材料的制备及研究
    4.1 离子液体改性多壁碳纳米管/丁腈胶乳复合材料的制备
        4.1.1 实验原料
        4.1.2 实验仪器
        4.1.3 实验步骤
        4.1.4 测试和表征
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 IL-MWCNT在 IL-MWCNT/NBRL复合材料中的分散
        4.2.2 IL-MWCNT/NBRL的硫化特性
        4.2.3 IL-MWCNT/NBRL的机械性能
        4.2.4 IL-MWCNT/NBRL的橡胶加工性能分析
        4.2.5 IL-MWCNT/NBRL复合材料的动态力学性能分析
        4.2.6 IL-MWCNT在 NBR和 NBRL中的分散比较
        4.2.7 IL-MWCNT/NBR和 IL-MWCNT/NBRL复合材料的机械性能比较
    4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士研究生期间发表的学术论文目录

(2)碳纳米管太赫兹超材料用于农产品质量安全检测的机理及其排列方式优化(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
英文缩略表
第一章 绪论
    1.1 太赫兹波
        1.1.1 太赫兹波谱简介
        1.1.2 太赫兹时域波谱技术
        1.1.3 表面等离激元
    1.2 基于太赫兹超材料检测的研究进展
        1.2.1 超材料及检测原理
        1.2.2 基于超材料的化学分子检测研究进展
        1.2.3 基于超材料的生物大分子检测与生物传感研究进展
        1.2.4 基于超材料的溶液检测研究进展
    1.3 基于碳纳米管太赫兹超材料的研究进展
        1.3.1 碳纳米管概述
        1.3.2 碳纳米管在太赫兹波段的研究进展
    1.4 本文选题依据
    1.5 研究目的、内容和技术路线
        1.5.1 研究目的和内容
        1.5.2 技术路线图
    1.6 本章小结
第二章 无序碳纳米管太赫兹超材料的构建与应用
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 材料与试剂
        2.2.2 仪器设备
        2.2.3 样品制备
        2.2.4 太赫兹波谱信号采集
        2.2.5 太赫兹波谱信号处理
        2.2.6 无序碳纳米管太赫兹超材料的模拟分析
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 无序碳纳米管太赫兹超材料的表征
        2.3.2 无序碳纳米管太赫兹超材料的波谱特性研究
        2.3.3 基于无序碳纳米管太赫兹超材料的物质检测研究
        2.3.4 无序碳纳米管太赫兹超材料检测灵敏度增强的原因分析
        2.3.5 无序碳纳米管太赫兹超材料的可重复使用性测试
        2.3.6 基底对无序碳纳米管太赫兹超材料的影响
    2.4 本章小结
第三章 探究超材料条带结构方向与有序碳纳米管取向之间的关系
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 材料与试剂
        3.2.2 仪器设备
        3.2.3 样品制备
        3.2.4 太赫兹波谱信号采集
        3.2.5 太赫兹波谱信号处理
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 有序碳纳米管膜的表征
        3.3.2 有序碳纳米管膜的各向异性
        3.3.3 垂直型有序碳纳米管太赫兹超材料
        3.3.4 30°有序碳纳米管太赫兹超材料
        3.3.5 60°有序碳纳米管太赫兹超材料
        3.3.6 平行型有序碳纳米管太赫兹超材料
    3.4 本章小结
第四章 平行型有序碳纳米管太赫兹超材料的构建与应用
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 材料与试剂
        4.2.2 仪器设备
        4.2.3 样品制备
        4.2.4 太赫兹波谱信号采集与处理
        4.2.5 平行型有序碳纳米管太赫兹超材料的结构单元的模拟分析
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 多层有序碳纳米管制备
        4.3.2 平行型有序碳纳米管太赫兹超材料的波谱特性研究
        4.3.3 基于平行型有序碳纳米管太赫兹超材料的物质检测研究
        4.3.4 平行型有序碳纳米管太赫兹超材料的电场分布模拟
    4.4 本章小结
第五章 无序与有序碳纳米管的吸附机理研究
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 材料与试剂
        5.2.2 仪器设备
        5.2.3 无序与有序碳纳米管膜的制备
        5.2.4 微流通道的制作与吸附测试实验
        5.2.5 碳纳米管膜的水接触角测试
        5.2.6 碳纳米管膜的吸附模拟分析
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 无序碳纳米管太赫兹超材料的吸附研究
        5.3.2 有序碳纳米管太赫兹超材料的吸附研究
        5.3.3 碳纳米管膜对甲基橙吸附截留性能的研究
        5.3.4 碳纳米管膜对氯化钠的吸附截留性能的研究
        5.3.5 碳纳米管膜的表面亲疏水特性
    5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 主要研究结论
    6.2 主要创新点
    6.3 进一步研究展望
参考文献
作者简历

(3)火焰法合成碳基纳米材料及其电化学性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 碳纳米管的制备方法
        1.2.1 电弧放电法
        1.2.2 激光蒸发法
        1.2.3 化学气相沉积法
        1.2.4 火焰法
    1.3 碳纳米管的应用简介
        1.3.1 储氢
        1.3.2 催化
        1.3.3 电池和超级电容器电极材料
    1.4 氮掺杂碳纳米管的研究现状
        1.4.1 氮掺杂碳纳米管的结构
        1.4.2 氮掺杂碳纳米管的制备
    1.5 锂离子电池
        1.5.1 锂离子电池发展现状
        1.5.2 锂离子电池工作原理
        1.5.3 锂离子电池负极材料
    1.6 钠离子电池
        1.6.1 钠离子电池发展现状
        1.6.2 钠离子电池工作原理
        1.6.3 钠离子电池负极材料
    1.7 柔性电极材料
        1.7.1 柔性电极材料研究应用
        1.7.2 柔性电极材料中的研究现状
    1.8 选题背景及主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验药品及仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料表征及测试方法
        2.2.1 拉曼光谱测试
        2.2.2 X射线衍射分析
        2.2.3 X射线光电子能谱
        2.2.4 透射电子显微镜测试
        2.2.5 热重分析
    2.3 电池的组装
    2.4 电化学性能测试
        2.4.1 恒电流充放电测试
        2.4.2 倍率性能测试
        2.4.3 循环伏安测试
        2.4.4 交流阻抗测试
第3章 氧化铁/氮掺杂单壁碳纳米管的制备及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 氧化铁/氮掺杂单壁碳纳米管的制备
        3.2.2 锂离子电池的组装
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 材料的形貌、结构表征及分析
        3.3.2 Fe_2O_3/N-SWCNTs复合材料的性能表征
    3.4 本章小结
第4章 无定形碳/单壁碳纳米管复合材料的制备及其性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 无定形碳/单壁碳纳米管的制备
        4.2.2 电池的组装
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 材料的形貌、结构表征及分析
        4.3.2 电化学性能测试
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(4)基于聚合物包裹的单手性(9,8)碳纳米管的印刷薄膜晶体管和光电特性(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 印刷碳纳米管薄膜晶体管
        1.2.1 印刷电子学
        1.2.2 常用的印刷设备
        1.2.3 薄膜晶体管的基本原理
    1.3 碳纳米管的制备
        1.3.1 电弧放电方法
        1.3.2 激光烧蚀法
        1.3.3 化学气相沉积法
        1.3.4 单手性碳纳米管的生长
    1.4. 碳纳米管分离的方法
        1.4.1 凝胶色谱法
        1.4.2 密度梯度超速离心
        1.4.3 两相萃取法
        1.4.4 介电泳
        1.4.5 聚合物分选
    1.5 单手性碳纳米管的应用
        1.5.1 单手性碳纳米管薄膜晶体管
        1.5.2 能源应用
        1.5.3 生物应用
        1.5.4 单光子光源
    1.6 本文主要研究内容和工作
第2章 (9,8)单手性半导体碳纳米管墨水的制备
    2.1 实验
        2.1.1 材料与仪器
        2.1.2 碳纳米管墨水的制备
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 (9.8)半导体碳纳米管墨水的吸收光谱
        2.2.2 (9,8)半导体碳纳米管墨水的光致发光图谱
    2.3 小论
第3章 (9,8)单手性碳纳米管薄膜晶体管器件
    3.1 实验
        3.1.1 材料与仪器
        3.1.2 栅极,介电层和源漏电极的制备
    3.2 结果和讨论
        3.2.1 用三氟乙酸移除墨水中的聚合物
        3.2.2 甲苯和四氢呋喃的混合溶液移除碳纳米管薄膜中的聚合物
        3.2.3 墨水浓度与打印次数的关系
        3.2.4 滴涂制备碳纳米管薄膜
        3.2.5 湿度对沉积(9,8)碳纳米管薄膜的影响
        3.2.6 (9,8)与P2碳纳米管混合提高迁移率
    3.3 小结
第4章 单手性(9,8)碳纳米管晶体管的光电特性
    4.1 实验
        4.1.1 材料和仪器
        4.1.2 (9,8)碳纳米管墨水的制备
        4.1.3 (9,8)碳纳米管晶体管制备
    4.2 (9,8)碳纳米管薄膜晶体管的逻辑、写入和擦除功能
    4.3 (9,8)碳纳米管晶体管的光电耦合性能
    4.4 罗丹明B掺杂提高(9,8)碳纳米管晶体管的光电响应
    4.5 罗丹明B掺杂对(9,8)碳纳米管晶体管的逻辑、写入和擦除功能
    4.6 罗丹明B掺杂对(9,8)碳纳米管晶体管的光电耦合性能
    4.7 小结
第5章 结论和展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间取得的科研成果
攻读硕士学位期间参与的科研项目
致谢

(5)蛭石基上垂直定向的碳纳米管阵列的制备研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 碳纳米管
        1.2.1 碳纳米管结构
        1.2.2 碳纳米管性质
        1.2.3 碳纳米管的制备方法
    1.3 碳纳米管阵列
        1.3.1 碳纳米管阵列的生长机理
        1.3.2 碳纳米管阵列的分类
        1.3.3 碳纳米管阵列的合成
        1.3.4 碳纳米管阵列的改性
        1.3.5 碳纳米管阵列的应用
    1.4 蛭石
        1.4.1 蛭石的结构
        1.4.2 蛭石的成分
        1.4.3 蛭石的性质
    1.5 本文的研究内容以及创新点
        1.5.1 论文研究内容
        1.5.2 论文创新点
第2章 Fe/Mo/蛭石催化剂的制备及其性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料与实验仪器
        2.2.2 实验内容
    2.3 样品表征
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 蛭石催化剂制备碳纳米管的生长机理
        2.4.2 催化剂煅烧温度对碳纳米管制备的影响
        2.4.3 催化剂有效组分负载量对碳纳米管制备的影响
    2.5 本章小结
第3章 在蛭石层间生长垂直定向碳纳米管阵列的制备与研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料与实验仪器
        3.2.2 实验内容
    3.3 样品的表征
        3.3.1 扫描电子显微镜(SEM)
        3.3.2 透射电子显微镜(TEM)
        3.3.3 X光电子能谱仪(XPS)
        3.3.4 拉曼光谱(Raman)
        3.3.5 热重分析仪(TGA)
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 SEM表征分析
        3.4.2 TEM表征分析
        3.4.3 XPS表征分析
        3.4.4 拉曼光谱与TGA表征分析
        3.4.5 机理分析
    3.5 本章小结
第4章 结论及展望
    4.1 结论
    4.2 展望
        4.2.1 今后的主要工作
        4.2.2 展望未来
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果

(6)贻贝启发的明胶表面改性碳纳米管的制备和生物相容性研究(论文提纲范文)

中文摘要
abstract
中英文缩略词表
第1章 引言
    1.1 概述
    1.2 本实验中应用的生物材料
        1.2.1 碳纳米管(CNT)
        1.2.2 聚多巴胺(Polydopamine,PDA)
        1.2.3 明胶(Gelatin,Gel)
    1.3 功能化碳纳米管在生物医学应用中的研究进展
        1.3.1 生物传感器
        1.3.2 药物载体
        1.3.3 组织工程
    1.4 碳纳米管功能化的方法
        1.4.1 非共价功能化
        1.4.2 共价功能化
        1.4.3 生物分子功能化
    1.5 碳纳米管的生物安全性
    1.6 本课题的研究背景和意义
        1.6.1 牙本质粘接
        1.6.2 促进牙本质矿化
        1.6.3 骨组织工程材料
    1.7 本课题研究的目的和内容
第2章 明胶改性的聚多巴胺碳纳米管的制备
    2.1 材料和设备
        2.1.1 材料
        2.1.2 设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 聚多巴胺碳纳米管的制备
        2.2.2 明胶改性的聚多巴胺碳纳米管的制备
    2.3 结果
    2.4 讨论
    2.5 结论
第3章 明胶改性的聚多巴胺碳纳米管的表征
    3.1 材料和设备
        3.1.1 材料
        3.1.2 设备
    3.2 实验方法
    3.3 结果
        3.3.1 X射线光电子能谱仪(XPS)结果
        3.3.2 热重分析仪(TGA)分析
        3.3.3 分散测试
    3.4 讨论
    3.5 结论
第4章 明胶改性的聚多巴胺碳纳米管的生物相容性测试
    4.1 材料和设备
        4.1.1 材料
        4.1.2 设备
    4.2 实验方法
    4.3 结果
    4.4 讨论
    4.5 结论
第5章 总结
第6章 创新与展望
    6.1 本研究的创新点
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录
攻读学位期间的研究成果
综述 功能化碳纳米管在生物医学应用中的研究进展
    参考文献

(7)多巴胺碳纳米管复合纳滤膜的制备及处理模拟染料废水(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 纳滤膜分离技术
        1.1.1 超滤基膜
        1.1.2 纳滤膜的制备
        1.1.3 纳滤膜的改性方法
        1.1.4 纳滤膜的应用
    1.2 碳纳米管的研究进展
        1.2.1 碳纳米管的改性方法
        1.2.2 碳纳米管改性膜的应用
    1.3 多巴胺的黏附性质
    1.4 染料废水处理方法
    1.5 研究内容与目的
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 研究创新性
第二章 实验试剂、仪器及检测方法
    2.1 实验试剂及仪器
    2.2 实验测试方法
        2.2.1 通量测试
        2.2.2 截留率测试
    2.3 表征技术方法
第三章 超滤基膜以及改性CNTs的制备与表征
    3.1 引言
    3.2 .超滤基膜的制备
        3.2.1 超滤基膜制备方法
        3.2.2 超滤基膜测试方法
    3.3 改性CNTs的制备
        3.3.1 改性CNTs的制备方法
        3.3.2 改性CNTs的表征方法
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 超滤膜SEM表征
        3.4.2 超滤膜水通量
        3.4.3 超滤膜对牛血清蛋白通量以及截留率
        3.4.4 CNTs的 FTIR表征
        3.4.5 CNTs的 TEM表征
        3.4.6 CNTs的拉曼表征
        3.4.7 CNTs的分散性观察
    3.5 本章小结
第四章 改性纳滤膜的制备
    4.1 引言
    4.2 纳滤膜的制备过程
        4.2.1 实验药剂的配置
        4.2.2 改性纳滤膜的制备
    4.3 纳滤膜的表征
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 纳滤膜XPS分析
        4.4.2 纳滤膜SEM分析
        4.4.3 原子力显微镜分析
        4.4.4 接触角分析
        4.4.5 纳滤膜FTIR分析
        4.4.6 水相沉积时间对纳滤膜性能影响
        4.4.7 有机相沉积时间对纳滤膜性能影响
        4.4.8 实验条件对不同浓度DA-CNTs纳滤膜性能影响
        4.4.9 不同浓度DA-CNTs纳滤膜的盐截留率
    4.5 本章小结
第五章 改性纳滤膜处理模拟染料废水
    5.1 引言
    5.2 纳滤膜处理染料废水的实验过程
        5.2.1 实验方法
        5.2.2 测试方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 进料浓度对未改性纳滤膜性能影响
        5.3.2 进料浓度对改性纳滤膜性能的影响
        5.3.3 改性纳滤膜对不同染料的处理效果
        5.3.4 改性膜对甲基蓝溶液的处理效果
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果

(8)以PP为碳源的CNTs宏量制备及PVA/CNTs纳米纤维研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 碳纳米管简述
        1.1.1 碳纳米管的结构
        1.1.2 碳纳米管的性能
        1.1.3 碳纳米管的应用
    1.2 CVD法制备碳纳米管的研究进展
        1.2.1 碳纳米管的制备方法简介
        1.2.2 气相碳源CVD法制备CNTs的研究进展
        1.2.3 液相碳源CVD法制备CNTs的研究进展
        1.2.4 固相碳源CVD法制备CNTs的研究进展
        1.2.5 碳纳米管的生长机理
    1.3 PVA/CNTs复合材料
        1.3.1 聚乙烯醇(PVA)介绍
        1.3.2 PVA/CNTs复合材料研究进展
    1.4 本论文的研究意义及内容
第二章 Ni-Mo-Mg催化剂的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 原料及设备
        2.2.2 Ni-Mo-Mg催化剂的制备
        2.2.3 催化剂/PP母粒制备
        2.2.4 使用不同Ni/Mo/Mg比例的催化剂制备碳纳米管
        2.2.5 测试及表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 催化剂中Ni/Mo/Mg比例对形貌、结构的影响
        2.3.2 Ni/Mo/Mg比例对制备碳纳米管催化活性的影响
    2.4 本章小结
第三章 以PP为碳源的碳纳米管宏量制备研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料及设备
        3.2.2 催化剂/PP母粒制备
        3.2.3 不同烧结温度下制备碳纳米管
        3.2.4 不同催化剂含量下制备碳纳米管
        3.2.5 羰基铁粉协同催化条件下制备碳纳米管
        3.2.6 测试及表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 烧结温度对制备碳纳米管的影响
        3.3.3 催化剂含量对制备碳纳米管的影响
        3.3.4 协同效应对制备碳纳米管的影响
    3.4 本章小结
第四章 PVA/CNTs复合纤维膜的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 原料及设备
        4.2.2 PVA/CNTs纺丝原液制备
        4.2.3 PVA/CNTs复合纤维膜制备
        4.2.4 测试及表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 酸处理后的CNTs红外表征
        4.3.2 PVA/CNTs复合情况的研究
        4.3.3 纺丝电压对制备PVA/CNTs复合纤维膜的影响
        4.3.4 CNTs含量对PVA/CNTs复合纤维膜性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢

(9)石墨烯/碳纳米管包覆高镍三元正极材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2的制备及性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池简介
        1.2.1 锂离子电池的工作原理
        1.2.2 锂离子电池的组成
        1.2.3 锂离子电池正极材料简介
    1.3 LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2的研究现状
        1.3.1 LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2的晶体结构
        1.3.2 LiNi_(o.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2的制备研究
        1.3.3 LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2存在的优势和问题
        1.3.4 LiNi_(o.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2的改性研究
    1.4 石墨烯的研究现状
        1.4.1 石墨烯简介
        1.4.2 石墨烯在正极材料中应用
    1.5 碳纳米管的研究现状
        1.5.1 碳纳米管简介
        1.5.2 碳纳米管在电极材料中的应用
    1.6 石墨烯/碳纳米管协同在电极材料中的应用
    1.7 本论文的研究目的、内容和主要创新点
        1.7.1 研究目的
        1.7.2 研究内容
        1.7.3 主要创新点
第二章 实验试剂、仪器与测试方法
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 材料表征仪器
    2.2 电化学性能测试
第三章 石墨烯/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 石墨烯/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 石墨烯/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的XRD分析
        3.3.2 石墨烯/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的FTIR分析
        3.3.3 石墨烯/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的SEM分析
        3.3.4 石墨烯/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的电化学性能分析
    3.4 本章小结
第四章 碳纳米管/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 碳纳米管/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 碳纳米管/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的XRD分析
        4.3.2 碳纳米管/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的FTIR分析
        4.3.3 碳纳米管/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的SEM分析
        4.3.4 碳纳米管/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的电化学性能分析
    4.4 本章小结
第五章 石墨烯/碳纳米管/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的制备及性能研究
    5.1 引言
    5.2 石墨烯/碳纳米管/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 石墨烯/碳纳米管/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的XRD分析
        5.3.2 石墨烯/碳纳米管/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的FTIR分析
        5.3.3 石墨烯/碳纳米管的TEM分析
        5.3.4 石墨烯/碳纳米管/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的SEM分析
        5.3.5 石墨烯/碳纳米管/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2复合材料的电化学性能分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录 攻读学位期间的主要学术成果
致谢

(10)基于3D打印技术的应变传感型智能皮肤材料的制备研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 硅橡胶材料概述
        1.2.1 硅橡胶简介
        1.2.2 硅橡胶材料分类
    1.3 人造皮肤材料表面物理化学性质的探究
    1.4 3D打印技术在制备聚合物基复合材料中的应用
        1.4.1 3D打印技术的发展
        1.4.2 3D打印技术的研究现状
    1.5 可穿戴柔性应变传感器的应用研究
        1.5.1 应变传感型“电子皮肤”的应用
        1.5.2 三维柔性应变传感器的研究应用
    1.6 本课题研究意义及研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验原料
    2.2 实验测试仪器
    2.3 测试表征方法
        2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.3.2 扫描电子显微镜分析(SEM)
        2.3.3 透射电子显微镜分析(TEM)
        2.3.4 傅里叶红外光谱分析(FTIR)
        2.3.5 热重分析(TGA)
        2.3.6 拉曼光谱分析(Raman)
        2.3.7 动态力学分析仪(DMA)
        2.3.8 物理力学性能测试分析
        2.3.9 电导率及电阻值分析
        2.3.10 电响应压阻性分析
        2.3.11 材料透气性表征分析
        2.3.12 原子力学显微镜(AFM)分析
        2.3.13 耐热氧老化性能分析
        2.3.14 亲疏水性能分析
        2.3.15 传感灵敏度分析
        2.3.16 四探针电流仪分析
第三章 加成型硅橡胶柔性皮肤材料的制备及性能表征
    3.1 引言
    3.2 实验制备步骤
        3.2.1 气相法白炭黑的预处理
        3.2.2 柔性仿真皮肤材料的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 硅橡胶的力学性能表征
        3.3.2 皮肤材料表面形貌表征
        3.3.3 皮肤材料的粘弹性表征
        3.3.4 皮肤材料耐老化性能表征
        3.3.5 皮肤材料透气度及接触角测试表征
        3.3.6 皮肤材料的热稳定性及交联密度测试表征
    3.4 本章小结
第四章 碳纳米管包裹柔性电子皮肤电导率及压阻特性
    4.1 引言
    4.2 湿法制备LSR/MWCNTs导电复合材料
        4.2.1 中间润湿剂的选择
        4.2.2 碳纳米管基聚合物纳米复合材料的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 碳纳米管偏振拉曼光谱分析
        4.3.2 碳纳米管XRD谱图分析
        4.3.3 EDS元素分析
        4.3.4 导电复合材料表形貌SEM图像分析
        4.3.5 复合材料的电导率及体积电阻值测试分析
        4.3.6 柔性电子皮肤的压阻性电响应分析
        4.3.7 不同负载变形模式下CSR的LED光强测试分析
    4.4 本章小结
第五章 应变传感型功能复合材料的制备及性能研究
    5.1 引言
    5.2 复合导电薄膜的制备工艺
    5.3 基于3D打印技术制备应变传感器
        5.3.1 设计3D模具形状
        5.3.2 器件制备工艺
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 复合导电薄膜的导电性分析
        5.4.2 可穿戴应变传感器的实际应用研究
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
致谢

四、碳纳米管的制备研究(论文参考文献)

  • [1]离子液体改性碳纳米管对丁腈橡胶纳米复合材料性能的影响[D]. 刘影. 青岛科技大学, 2021(01)
  • [2]碳纳米管太赫兹超材料用于农产品质量安全检测的机理及其排列方式优化[D]. 王瑞倩. 浙江大学, 2021(01)
  • [3]火焰法合成碳基纳米材料及其电化学性能研究[D]. 李珊珊. 太原理工大学, 2021(01)
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碳纳米管的制备
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