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摘要
碳納米管因其具有優(yōu)異的電學(xué)及力學(xué)性能而備受關(guān)注。一維的空腔結(jié)構(gòu)是碳納米管
最重要的結(jié)構(gòu)特征之一，可以將其作為納米尺度的限域反應(yīng)器。用外來物質(zhì)填充碳納米
管的內(nèi)腔形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對碳納米管的非共價鍵修飾，可以在保持其結(jié)構(gòu)完整性的
前提下賦予碳納米管新穎的性質(zhì)，這便是本論文工作的出發(fā)點(diǎn)。
目前，填充碳納米管的方法主要有兩步法和原位填充兩大類。本文在第一章對這兩
類方法做了較為全面的綜述。第二章和第三章分別以不同方法制備了填充碳納米管。
實施兩步法填充工作的前提條件是獲得一定量的優(yōu)質(zhì)碳納米管，因此，第二章從少
壁碳納米管的制備工作出發(fā)，通過改變催化劑組成、碳源濃度等參數(shù)優(yōu)化產(chǎn)物的質(zhì)量。
以鹽酸浸泡法對產(chǎn)物碳納米管進(jìn)行純化處理，在此基礎(chǔ)上，利用液相擴(kuò)散法對其進(jìn)行熒
光染料的填充，用熒光光度計考察了填充結(jié)果。此外，首次以二氧化硫作為助劑，研究
其對碳納米管生長過程的影響，并在合適的二氧化硫濃度下制備了少壁碳納米管。在實
驗過程中也得到了碳囊、填充碳納米管、螺旋碳等具有特殊結(jié)構(gòu)的納米碳材料。
與染料填充碳納米管截然不同，原位填充是在碳納米管生長的同時向其空腔內(nèi)弓}入
外來物質(zhì)。在深入理解上述過程的基礎(chǔ)上，對化學(xué)氣相沉積制備碳納米管的方法進(jìn)一步
深化，選擇無水氯化鐵為浮動催化劑前驅(qū)體，實現(xiàn)了鐵填充碳納米管的大量制備。而在
此之前，人們一直是將二茂鐵作為最理想的催化劑前驅(qū)體。通過ESEM、TEM、XRD、
Raman、TG、VSM等手段對產(chǎn)物進(jìn)行了全面的表征。研究了催化劑前驅(qū)體蒸發(fā)溫度、
氫氣濃度對制備結(jié)果的影響，并在貧氫的氣氛下制備得到了具有一定取向的碳納米管陣
列。
最后，通過優(yōu)化工藝條件，制備了具有一定強(qiáng)度的鐵填充碳納米管薄膜，將其直接
作為工作電極，研究多巴胺在該電極上的循環(huán)伏安響應(yīng)。
關(guān)鍵詞:碳納米管;化學(xué)氣相沉積;填充;電化學(xué)分析
目錄
摘要..............................................................................................
Abstract............................……，.............................................................
1緒論.......……，.................................................................................
1.1碳納米管概述....................................................................
1.2單壁碳納米管和雙壁碳納米管的制備............................
1.3碳納米管的填充................................................................
1.3.1碳納米管的兩步法填充.........................................
1.3.2碳納米管的原位填充............……，..........................
1.4碳納米管及填充碳納米管的應(yīng)用前景............................
1.5論文的研究目的和內(nèi)容.....................................................
2少壁碳納米管的化學(xué)氣相沉積法制備及液相填充....................
2.1研究思路.............................................................................
2.1.1碳源前驅(qū)體的選擇.............……，..............................
2.1.2催化劑制備方法的選擇..........................................
2.2實驗部分.............................................................................
2.2.1實驗裝置.......................................................……，…，
2.2.2實驗原料........................................................……，...
2.2.3負(fù)載型催化劑的制備....................................……，.…
2.2.4甲烷化學(xué)氣相沉積..............................……，..............
2.2.5少壁碳納米管的純化及染料填充...........................
2.3產(chǎn)物的表征與分析...................................................……，....
2.3.1掃描電子顯微鏡二‘....................................................
2.3.2透射電子顯微鏡.......................................................
2.3.3熒光光譜……，............................................................
2.4結(jié)果與討論..........................................................................
2.4.1催化劑的組成...........................................................
2.4.2碳源組成的影響.......................................................
2.4.3催化劑還原溫度的影響...........................................
2.4.4少壁碳納米管的生長機(jī)理.......................................
2.4.5助劑對碳納米管生長過程的影響...........................
2.5本章小結(jié)..........................................................................……
填充碳納米管的制備、表征及電化學(xué)分析應(yīng)
3鐵填充碳納米管的原位合成及表征....................................
3.1研究思路....................................……，..........................
3.2實驗部分.............................................……，……、.……，.、…
3.2.1實驗裝置.........................................................…
3.2.2實驗原料二，...........................……，....................…
3.2.3實驗工藝流程....................................……，.......
3.3產(chǎn)物的表征與分析...............................……，...............
3.3.1環(huán)境掃描電子顯微鏡.......................................
3.3.2透射電子顯微鏡.......................……，................
3.3.3X一射線衍射二，...................................……，........
3.3.4熱重分析..........................................................
3.3.5拉曼譜圖..........................……，..............