收藏本站
《天津大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高纯少壁碳纳米管的功能化及其光电应用

冯奕钰  
【摘要】: 随着纳米光电子学研究的深入,特殊功能的纳米复合光电材料已逐渐成为研究热点。由于具有大的共轭体系,碳纳米管(CNTs)在高速低耗的光电子器件、光伏电池等方面具有应用前景。通过多种功能化和分析方法研究不同结构碳纳米管的光电性质已经成为实现其应用价值的重要途径。本文以单壁CNTs (SWNT)和少壁CNTs (FWNT)为研究对象,研究其制备和室温纯化,功能化及其各项光电性质,为其进一步在纳米光电器件领域的应用提供依据。 以液相室温氧化法对气相沉积法(CVD)法制备的FWNT粗产物进行纯化,透射电镜(TEM)显示粗产物在H_2O_2中缓慢氧化1w后可得到产率为10%高纯FWNT。拉曼光谱和热失重分析表明H_2O_2可以选择性地去除产物中的碳杂质,但不会破坏FWNT的管壁和化学结构。选择CNTs和Na2PdCl4的质量比为1:4,得到金属钯纳米粒子(平均粒径为7.3 nm)表面修饰的SWNT和FWNT。与纯CNTs相比,SWNT/Pd NPs和FWNT/Pd NPs薄膜的导电率分别提高了近5倍和2倍。分离结果显示钯纳米粒子更倾向于选择性地附着在金属态SWNT表面。通过N-取代共价键合方法制备3,4,9,10-N,N’-甲基芘-苝酰亚胺(PDI-PY),利用芘和CNTs之间的π-π共轭吸附作用,合成了高效宽谱吸收的PDI-PY/CNTs复合体。通过PDI-PY与SWNT的选择性非共价功能化,能有效地分离金属态和半导体态SWNT。 通过HNO_3质子化获得具有一系列高导电FWNT透明薄膜,以此为电极制备结构为FWNT/P3HT:PCBM/Al的有机光伏电池。结果显示最佳光伏器件(FWNT薄膜T=70%, Rs=86Ω/□)的光电转换效率为0.61%,与以ITO为电极的相同电池的转换效率(0.68%)相近。所得到的三维网状FWNT薄膜易于导电聚合物的交叉渗入,有利于光伏性能的提高。通过共价键合法制备三种具有不同电子推拉结构的偶氮苯生色团-CNTs复合体(SWNT-AZO-NO_2、FWNT-chain-AZO、MWNT-AZO-NH_2)。偶氮苯与CNTs共轭体系的相互作用导致SWNT-AZO-NO_2和MWNT-AZO-NH_2中的偶氮苯生色团的吸收峰发生了蓝移和红移,在紫外光诱导下,与SWNT-AZO-NO_2和MWNT-AZO-NH_2相比,碳纳米管和偶氮苯之间的长烷基链导致FWNT-chain-AZO呈现出快速敏感的光响应特性,偏振光初步结果显示偶氮苯基团的光致取向作用使MWNT-AZO-NH_2薄膜呈现各向异性,碳纳米管在与入射偏振光平行的方向上有序程度提高并发生定向排列,这一结果为设计具有快速敏感的光响应的偶氮苯-CNTs各向异性薄膜提供了重要的实验基础。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TB383.1

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘华平,程国安,彭宜斌,郑瑞廷,赵勇;碳纳米管负载Ni催化剂制备碳纳米管的研究[J];北京师范大学学报(自然科学版);2005年01期
2 李金焕,黄玉东,史瑞欣;CNTs/PBO复合材料的合成及性能[J];复合材料学报;2004年05期
3 李学锋,官文超,彭少贤,黄俊辉;紫外光辐照ABS/碳纳米管的研究[J];合成树脂及塑料;2003年03期
4 李四年,宋守志,余天庆,陈慧敏,张友寿,沈金龙;碳纳米管对镁基材料的强韧化作用[J];湖北工业大学学报;2003年06期
5 李四年,沈金龙,余天庆,陈慧敏,郑重;不同涂层碳纳米管对增强镁基复合材料力学性能的影响[J];铸造技术;2004年08期
6 朱春野,谢自立,郭坤敏,杨子芹,贺益胜;碳纳米管纯化研究进展[J];化工进展;2003年05期
7 董昆明,周金梅,林国栋,张鸿斌;碳纳米管负载Mo-Co-S加氢脱氮催化剂研究[J];厦门大学学报(自然科学版);2005年02期
8 杜秉忱,刘长鹏,韩飞,邢巍,陆天虹,桑革;碳纳米管纯化对Pt/CNTs催化甲醇电化学氧化活性的影响[J];高等学校化学学报;2004年10期
9 和庆钢,马紫峰,原鲜霞,蒋淇忠,吴卫生;质子交换膜燃料电池中碳纳米管负载的氧电极材料制备与表征[J];材料科学与工程学报;2004年05期
10 邹勇,刘吉平;碳纳米管载镍催化剂的制备及其催化甲烷部分氧化反应活性的研究[J];石油化工;2004年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙瑞敏;赵辉;陈永;刘洋;赵海沨;;碳纳米管与环氧树脂共混工艺研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
2 汪刘应;刘顾;吴承亮;陈桂明;;不同管径碳纳米管电磁特性与吸波性能研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第二卷)[C];2011年
3 闫晓琦;张松林;柳泉润;张坤;陈久岭;李永丹;;以NiZnAl催化剂制备碳纳米管及其反应活性的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
4 刘云芳;沈曾民;于建民;;活化碳纳米管的孔结构及微波吸收性能的研究[A];第19届炭—石墨材料学术会论文集[C];2004年
5 李飞;李社强;江南;石晓光;;采用DBD方法制备碳纳米管[A];中国真空学会第六届全国会员代表大会暨学术会议论文摘要集[C];2004年
6 张艳;苑春刚;张杨阳;;硒/碳纳米管复合材料吸附去除水中汞离子[A];中国化学会第28届学术年会第2分会场摘要集[C];2012年
7 周成飞;翟彤;曹巍;郭建梅;曾心苗;;碳纳米管/聚氨酯酰亚胺复合泡沫材料的制备与性能[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
8 陈广新;毕丹;;碳纳米管的表面修饰及其改性聚乳酸的研究[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2010年
9 于作龙;瞿美臻;李庆;李镇文;张伯兰;;催化裂解法制备碳纳米管全过程研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年
10 王贵欣;赵强;黄艺芬;官鹏;闫康平;;层级结构碳纳米管/孔碳复合物的制备与氧催化还原活性研究[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报驻美国记者 毛黎;我借慧眼找到你[N];科技日报;2009年
2 刘霞;吸入碳纳米管可影响人体免疫力[N];科技日报;2009年
3 记者 何德功;日研制出直径最小碳纳米管[N];新华每日电讯;2003年
4 记者 吴辉;我国碳纳米管产业化突破“瓶颈”[N];中国知识产权报;2001年
5 张巍巍;碳纳米管可激发人体自身免疫反应[N];科技日报;2010年
6 黄绍平;碳纳米管实用的路还远吗?[N];中国电子报;2001年
7 记者 谢昭萍 特约记者 肖萍;我国碳纳米管截短技术获得突破[N];中国化工报;2004年
8 记者 薛冬 通讯员 谭少容;我国率先实现碳纳米管产业化[N];光明日报;2001年
9 本报记者 薛冬 通讯员 谭少容;碳纳米管身价何以远高于黄金[N];光明日报;2001年
10 黄中;碳纳米管及其应用[N];中国知识产权报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐立华;电晕等离子体改性碳纳米管及其在环氧树脂中的应用[D];浙江大学;2010年
2 蒋辽川;半导体金属氧化物修饰碳纳米管的制备及其电催化、光电催化性能的研究[D];华南理工大学;2010年
3 李维学;碳纳米管/镁基复合材料的制备与物性研究[D];兰州理工大学;2009年
4 梅蕾;碳纳米管/碳纤维多尺度结构制备及其界面增强效果研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 亓钧雷;碳纳米管、碳纳米片、石墨烯及其复合物的制备和场发射性能的研究[D];吉林大学;2010年
6 王辉;层状双金属氢氧化物/碳纳米管杂化复合材料的制备、结构及其性能研究[D];北京化工大学;2010年
7 冯奕钰;高纯少壁碳纳米管的功能化及其光电应用[D];天津大学;2009年
8 覃吴;碳基金属及金属氧化物纳米催化剂协同催化性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 刘丽娜;碳纳米管—双马来酰亚胺体系的摩擦磨损研究[D];浙江大学;2010年
10 朱幸福;碳纳米管复合材料及碳纳米管为模板的纳米管的制备与性质研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙伟;多元复合金属氧化物/碳纳米管可见光催化剂制备及光催化性能研究[D];北京化工大学;2010年
2 谢丹;海藻酸钠/碳纳米管复合材料的制备及性能研究[D];青岛大学;2010年
3 孙毅彬;改性复合材料中的碳纳米管定向技术[D];兰州理工大学;2010年
4 林小静;碳纳米管的低温等离子体改性及其引发苯乙烯接枝共聚[D];天津大学;2010年
5 石凌飞;柔性胺接枝碳纳米管增强环氧树脂复合材料的研究[D];北京化工大学;2010年
6 王海莲;碳纳米管/聚乙烯微纳米纤维的制备及结构性能研究[D];东华大学;2011年
7 崔振凯;碳纳米管/高分子液晶复合材料的合成与表征[D];兰州大学;2010年
8 赵文峰;热致液晶/碳纳米管复合材料的制备与表征[D];兰州大学;2010年
9 赵霞;碳纳米管增强铝基复合材料组织及性能的研究[D];南昌航空大学;2010年
10 秦瑞红;气体膨胀液体的热力学性质研究及其在碳纳米管功能化修饰中的应用[D];郑州大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026