【摘 要】
:
可控制备高质量的碳纳米管是实现碳纳米管实际应用的重要前提.目前,实验上用来大量制备碳纳米管的主要方法是化学气相沉积(CVD)法,利用该方法对碳纳米管的合成在过去20年
【机 构】
:
华东师范大学,上海市东川路500号,200241
论文部分内容阅读
可控制备高质量的碳纳米管是实现碳纳米管实际应用的重要前提.目前,实验上用来大量制备碳纳米管的主要方法是化学气相沉积(CVD)法,利用该方法对碳纳米管的合成在过去20年内取得了长足的发展.最近,清华大学研究组利用CVD方法合成出长度达20cm的单壁碳纳米管,其生长速度达到了80μm/s,并且在cm尺寸的长度上几乎没有缺陷.[1] 这一重要研究进展给碳纳米管的高效制备带来了新的生机,同时,也给人们提出了一个问题,究竟碳纳米管CVD生长的极限是什么?基于第一性原理的理论计算,我们对碳纳米管的生长机理,生长速度极限以及生长过程中缺陷的自消除进行了研究.研究结果表明,碳纳米管生长过程的决速步是碳原子从金属催化剂表面加入到碳纳米管中成为碳管一部分的过程,该过程需要克服的能垒与催化剂的种类密切相关,在Fe,Co,Ni这三种催化剂中,Fe催化剂表面需要克服的能垒最低,大约为1.8eV,因而Fe被认为是碳纳米管生长最好的催化剂,这与实验结果一致.[1,2] 基于计算得到的能垒,我们预测碳纳米管的CVD生长速度的极限可达到m/h的数量级,这一预测与目前已知的实验结果相符.[3]我们的研究还发现,碳纳米管生长过程中所产生的拓扑缺陷在金属催化剂/碳纳米管的界面处存在一个自消除的行为.以能量最低的三种拓扑缺陷为例,我们考察了五元环缺陷,七元环缺陷和5/7缺陷在不同催化剂(Fe,Co,Ni)表面的自消除机理及其动力学过程.结果表明,Fe催化剂对缺陷的消除效果最好.并且,在合适的温度下,碳纳米管的缺陷浓度可以降低到10-11,即理论上可合成长度达100cm的无缺陷碳纳米管.[4]
其他文献
由文化部主办的“讴歌伟大时代,艺术奉献人民”——2012年全国优秀剧目展演于2012年8月在北京拉开帷幕,来自中国国家京剧院、中国国家话剧院、中国歌剧舞剧院、中国东方演艺
纳米合金表面偏析是研究纳米合金表面性质的基础而又重要的课题。但是受限于计算能力与理论手段,之前的理论研究偏注于真空状态中的合金偏析现象,实验环境对偏析的影响一直
毛竹(Phyllostachys edulis)是我国森林资源的重要组成部分,因其良好的经济价值而得到大力发展。然而近年来发现毛竹渐渐入侵周边林分,同时蚕食着森林植被,威胁生物多样性。但有关
布氏菌病(Brucellosis,布病)是一类由布氏菌引起的常见人畜共患传染病。据世界卫生组织调查,全球已有170多个国家和地区有布病发生和流行。由于长期使用抗生素治疗布病会造成细菌
乳腺癌是一种癌细胞的生长受体内多种激素调控的激素依赖性的恶性肿瘤,与来曲唑联合使用的帕博西林在内分泌治疗晚期乳腺癌的临床研究中效果逐渐显现。帕博西林作为第一个获得美国食品药品管理局批准的抑制CDK4/6的新型抗癌药物,与现有临床用药相比,它能够抑制G1期ER+乳腺癌细胞的生长,其在II临床研究中治疗效果显著,且被批准的新增适应症不断增加,使得用于合成帕博西林侧链的中间体—4-(6-氨基吡啶-3-基
研究表明,酞菁分子作为结构单元可以组装成一维纳米管和二维纳米单层.在本文中,我们运用多尺度模拟的方法,结合第一性原理和巨正则系综的蒙特卡罗方法,研究了基于酞菁分
反腐风暴震荡五洲文/邓雷仓最近几年,反腐风暴遍及全球。1996年8月5日,南韩汉城地方法院举行第27次“12·12”事件和“5·18”事件的审判,韩国前总统全斗焕和卢泰愚分别被判处死刑和无期徒刑。两
采用基于密度泛函的第一性原理方法研究了过渡金属(Mn,Fe,Co和Ni)掺杂的MgO纳米片的结构、电子和磁学性质.计算表明Co和Ni掺杂的MgO纳米片的原子位置偏移较Mn和Fe掺杂时
The wide band gap of boron nitride(BN)materials has been a main bottleneck for their wide applications in electronics.In this work,by means of comprehensive
在全球气候变化和人类活动的双重影响下,红树林的北移和互花米草的南侵导致中国东南沿海红树林和互花米草的相对分布范围发生变化并呈现出持续扩张的“红树林——互花米草生态