功能氧化物/碳纳米管复合材料的制备与性质研究

【摘要】： 碳纳米管具有独特的一维纳米结构、极高的纵横比和良好的导电性,将这些优异性能集于一身使得它的应用领域非常广泛,尤其在复杂环境下制备多功能特种复合材料时更显出其无可比拟的优越性。高性能碳纳米管纳米复合材料的研究已成为碳纳米管的重要应用研究方向之一,具有重要的基础理论研究意义。本文利用碳纳米管和金属氨络合离子反应制备出ZnO、CuO、Cu2O、Cu、CoO、NiO纳米粒子沉积在碳纳米管表面的复合材料,还得到了花状ZnO和Cu2O纳米粒子只连接在碳纳米管端口形成的异质结。对ZnO/MWNT复合材料的光电性质研究发现,ZnO与碳纳米管之间有光生电荷传递作用,且ZnO与碳纳米管之间的接触面积越大越利于其电荷传递的发生。复合材料的瞬态光伏测试结果显示有极性反转,其中正响应为ZnO自身产生光电压的过程,负响应为ZnO与碳纳米管之间电荷传递的过程。对不同粒径Cu2O修饰的碳纳米管进行紫外-可见吸收光谱测试表明具有较小粒径的Cu2O纳米粒子由于量子限域效应会引起吸收谱带一定程度的蓝移。对CoO/MWNT及NiO/MWNT复合物的磁性研究发现,由于CoO及NiO的小粒径使得这两种复合物在室温都表现出超顺磁性。