碳纳米管填充和润湿的密度泛函研究

本文采用第一原理方法中的局域密度泛函理论,以碳、硫、硒为例,研究了这些原子在碳纳米管的填充和润湿。研究结果表明对填充和润湿,碳纳米管的管径有影响, 而长度在超过3.6埃后几乎无影响。这些结论基本符合已知的实验事实,因此对碳纳米管的未来应用有一定的参考价值

低温催化裂解烷烃法制备碳纳米管

低温催化裂解烷烃法制备碳纳米管陈萍，王培峰，林国栋，张鸿斌，蔡启瑞（厦门大学化学系固体表面物理化学国家重点实验室，厦门，３６１００５）关键词碳纳米管，催化裂解，甲烷碳纳米管的制备与研究是国际上新材料领域的探索热点［１］．由于具有纳米级的管径，碳纳米管..

Study on the Kink Angle of Multiwall Carbon Nanotubes

自从碳纳米管被发现以来，人们便一直关注这个纳米尺度管的特性。对纳米碳管特性的研究主要在电磁性能、力学性能、热学性能、光学性能、储氢特性和电化学性能等方面。由于碳纳米管具有以上的特性，人们开始探索在实际商业制品中如何应用它们。碳纳米管分为多壁碳纳米管和单壁碳纳米管。碳纳米管的结构多样，实验观察到十二边形的环状多壁碳纳米管，每次碳管弯曲的角度为30度。对碳管弯曲角度的研究，前人提出了两种模型，一种是五边形－七边形对模型，另一种是应用分子动力学模拟的方法。这两种模型仅限于解释单壁碳纳米管的弯曲。由于多壁碳纳米管各层并不具有同步性，因此这两个模型不能用来解释十二边形的环状碳管。本文将应用弹性理论，引进...Since carbon nanotubes was discovered, much attention has been paid to the characteristics of these nano scale tubes. Most of investigation on carbon nanotubes center on electromagnetic, mechanical, thermal, optical, hydrogen-enclosed and electrochemical properties and their potential applications. Carbon nanotubes are categorized into single-wall carbon nanotubes and multiwall carbon nanotub...学位：理学硕士院系专业：物理与机电工程学院物理学系_理论物理学号：20022400

空间感知的碳纳米管模型生成

碳纳米管在纳米新材料和新一代半导体器件的研制中有广泛应用。在进行设计时,需要搜索与现有碳纳米管体积差最小的替换结构用以生成尺寸相近的新器件。直接搜索体积相近的碳纳米管结构,所需的时间复杂度是O(n2)。在对搜索空间进行大幅缩简后,提出一种时间复杂度为O(n)的快速搜索方法。在多个应用实例中,本算法的有效性得到了较好的验证。published_or_final_versio

脉冲激光溅射下固液界面生长的碳纳米管及其机理初探

以脉冲激光束直接溅射浸在水中的单质碳样品，发现在固液界而也能产生碳纳米管．实验还发现碳纳米管的形成与样品的结构有密切的关联：石墨的层状结构越完整，碳纳米管的形成越容易，而且石墨层而相对于激光束的取向也会显著地影响碳纳米管的生成．通过对实验结果的分析，探讨了激光液相溅射产生碳纳米管的机理，认为激光溅射产生的碳蒸气被水束缚在固液的界而内，而完整的晶而使碳蒸气在界而内的分布具有准二维的性质，为碳纳米管的生长提供了较为理想的环境

Investigation on Acoustic Properties of Carbon Nanotubes and Its Application in Acoustic Microsystem

碳纳米管具有优异的机械、电学和热学等特性，将碳纳米管集成到微纳机械电子系统(MEMS/NEMS)中，可以用于新型微纳传感器的开发，以提高传感器的灵敏度，缩小体积，降低能耗，从而应用到一些特殊环境中。 研究碳纳米管的物理特性是将之应用到工程实际的前提，本文着重从理论上研究碳纳米管的声波传播特性，在此基础上提出并分析了碳纳米管在声学微系统上的潜在应用。论文主要贡献与具体创新点如下： (1)研究碳纳米管中的声波传播特性，建立了碳纳米管中声波传播的解析模型，探讨不同尺寸参数情况下碳纳米管的声波频率，分析结果表明：对于长度为数微米的单壁或双壁碳纳米管，它们能够传播的声波频率在10GHz内，对...Since the discovery of carbon nanotubes (CNTs), more and more efforts are being made to integrate carbon nanotubes into micro and nanoelectromechanical systems (MEMS/NEMS), due to the fact that CNTs have small size, low density, high stiffness and strength, as well as excellent electronic properties. Previous studies of the mechanical properties of CNTs concentrated on their static properties for ...学位：工学博士院系专业：物理与机电工程学院机电工程系_测试计量技术及仪器学号：B20042900

I Studies on Synthesis and Growth Mechanism of Carbon Nanotubes II Investigation of Benzene Molecular Adsorbed on MCM-41 Using Double Quantum Filtered NMR Spectral Analysis

第一部分碳纳米管的合成及其生长机理的研究 目前碳纳米管的合成有诸多的方法，而CVD法是最适合于今后工业化生产的，因此有着广泛的应用前景。本文以CVD方法制备碳纳米管并探讨了其可能的生长机理。 以催化剂Co-2CeO为例，从碳纳米管产率及所制备的碳纳米管的TEM,Raman,XRD的比较表征，考察了温度对碳纳米管制备的影响。随着温度的升高，碳纳米管的产量、石墨化程度也随升高，而石墨层间距缩小，管壁结构趋于致密。因此，高温有利于管壁中缺陷、错位的消除，即提供能量使石墨层六元环网进行重排，以达到更规整稳定的结构。 考察了不同催化剂对碳纳米管制备的影响，发现含Ce的催化剂易于形成陀螺型的碳纳米管...Part I Studies on Synthesis and Growth Mechanism of Carbon Nanotubes The fascinating properties of carbon nanotubes have opened a great number of potential applications for these unique materials. However, whether these materials can be really taken into commercial practice definitely depends on synthesis methods. From the time carbon nanotubes were discovery to present, scientists have develop...学位：理学硕士院系专业：化学化工学院化学系_物理化学(含化学物理)学号：19992500

Syntheses, Characterizations and Properties of Boron Carbonitride Nanotubes/Polyaniline Composites and Boron Nitride Nanotube Arrays

氮化硼纳米管在结构上虽然和碳纳米管非常相似，但是在许多性能方面的表现却不同于甚至优于碳纳米管。例如，氮化硼纳米管具有超强的抗氧化性、高的杨氏模量、高的热导、电绝缘性，这些优良的特性使得氮化硼纳米管在许多领域中有着潜在的应用价值。然而，与碳纳米管相比，氮化硼纳米管虽然近些年来逐渐受到人们的重视，但是很大部分的研究集中在理论计算方面，而制备的研究则大多集中在物理合成方面，氮化硼纳米管的化学合成才刚刚起步。本文从硼碳氮纳米管（氮化硼纳米管的前驱体）的合成与复合、氮化硼纳米管阵列的合成这两大方面展开研究和探索。具体研究成果如下： 以硼酸为硼源、氨气为氮源、碳纳米管为模板，通过高温取代反应成功地制备出...Boron nitride nanotubes (BNNTs) are similar with carbon nanotubes in structure, but, in many performance aspects, BNNTs are different from or even superior to carbon nanotubes. For example, BNNTs have superior oxidation resistance, high Young's modulus, high thermal conductivity, and electrical insulation. These excellent characteristics make BNNTs have potential applications in many fields. There...学位：理学硕士院系专业：化学化工学院化学系_无机化学学号：2052007115097

Studies on the Mechanical Properties of Defective Carbon Nanotubes Based on Finite Element Method

碳纳米管具有极其优异的力学性能，是目前已知的弹性模量和抗拉强度最高的材料，其潜在应用价值巨大，是开发价值最高的纳米材料之一。因此对碳纳米管的结构和特性，特别是含缺陷碳纳米管的力学行为的研究对其实际应用是非常必要的。本文基于分子结构力学理论，采用有限元方法建立了单壁和多壁碳纳米管的有限元模型，研究了碳纳米管的若干力学性能，主要包括以下内容： （1）建立碳纳米管的有限元模型。本文建立了单壁和多壁碳纳米管的有限元模型，并实现了模型中缺陷类型、数量、位置、密度的参数化。 （2）碳纳米管的弹性常数计算。本文计算了碳纳米管的弹性模量、剪切模量、泊松比，并分析了各类因素对弹性常数的影响。计算结果表明，单...Carbon nanotubes (CNTs), one of the best nanometer materials, are known for the supreme elastic modulus and tensile strength. Due to the excellent mechanical properties, CNTs exhibit great potential application value. Therefore, it is necessary to study the mechanical properties of CNTs, especially for defective CNTs. In this thesis, based on the molecular structure mechanics, finite element metho...学位：工学硕士院系专业：物理与机电工程学院机电工程系_精密仪器及机械学号：1992008115295

Preparation of Carbon nanotube-Silicon nanowires heterojunction array and the expitaxy mechanism of growing silicon nanowires

一维纳米复合碳－硅材料阵列在电子学，电化学，光学领域的研究越来越引起人们的重视。而碳纳米管－硅纳米线异质结阵列的结构特殊，如它以机械强度极高且金属性的碳纳米管为支持，结合纳米半导体硅纳米线为官能端。这种碳纳米管-硅纳米线阵列结构通过有序阵列方式可以构筑在电极集流体的表面，适用于制备场效应管；此外，它具有很大的比表面，对活性物质的反应灵敏,适合于微量物质检测的传感器；值得一提的是，我们可以通过研究纳米硅结构的量子限域效应，从而使硅纳米线的发光制备光电元器件。本文用阳极氧化铝模板法制备了碳纳米管阵列模板，并利用碳纳米管阵列在其管端进一步选择生长一维硅纳米线，并研究了这种条件下合成的硅纳米线的特殊晶...One-dimension nano-carbon composites are generating a great deal of interest for their potential applications in electronics, electrochemistry, and photo-electrics for their distinctive structures and properties. However, the carbon nanotubes-silicon nanowires heterojunction array has very unusual physical can electrical properties due to the combination of both the semiconductor silicon tip and h...学位：理学硕士院系专业：化学化工学院化学系_物理化学(含化学物理)学号：20012507