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多元金属二硫化物纳米管的制备与结构特征

李国华 , 曾跃武 , 宋旭春 , 夏军保 , 陈卫祥 , 徐铸德

无机材料学报

为解决无机类富勒烯纳米化合物的制备过程中存在的技术问题,本文以二硫化钼和二硫化钨为主要原料,采用了剥离-重新堆垛-结构控制这一技术方法,用正丁基锂将上述二硫化物剥离成单层,通过掺杂将金属锰离子引入反应体系中,以将单层二硫化物重新堆垛起来,并进行结构控制.XRD、TEM、HRTEM结果表明,应用上述方法制备出了真空管状多元金属二硫化物纳米化合物;纳米管为多壁管,其微细结构具双层结构特征;并探讨了其形成机理.

关键词: 多元金属二硫化物 , exfoliating-restacking- structure controlling , nanotube , structural characteristic

锂钒氧化物纳米管的合成与表征

崔朝军 , 吴广明 , 张明霞 , 孙娟萍 , 杨辉宇 , 沈军

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00787

利用溶胶凝胶法结合水热法, 以V2O5粉末和LiOH·H2O为原料, 十六烷基胺(C16H33NH2)为模板剂, 合成了锂钒氧化物纳米管正极材料. 对合成样品进行了SEM、TEM、XRD、FT-IR和XPS表征和分析, 并利用循环伏安测试研究了样品的电化学性能. 结果表明, 该法合成的锂钒氧化物为末端开口纳米管, 管壁为均匀有序的多层结构, 管长在1~3μm之间, 管内径约30nm左右, 外径约70nm左右. XPS分析表明样品中V、O、C、Li元素均由多种化学状态组成. 循环伏安测试表明, 锂钒氧化物纳米管具有良好的锂离子注入/退出可逆性.

关键词: 锂钒氧化物 , nanotubes , hydrothermal synthesis , cathode material

氧化钒纳米管的自组装合成机理

陈文 , 麦立强 , 徐庆 , 彭俊锋 , 朱泉峣 , 余华

无机材料学报

以V2O5和十六胺为原料在水热条件下合成了氧化钒纳米管, 采用XRD、SEM、TEM、FTIR、ESR等手段分析研究了氧化钒纳米管的形成机理. 结果表明, 氧化钒纳米管的形成主要基于“卷曲机理”, 其形成过程包括: 表面活性剂分子嵌入到钒氧化物层间, 形成新层状化合物前驱体; 水热驱动下层状化合物边缘松动, 并开始卷曲, 降低体系能量; 合适的水热反应时间下最终形成钒氧化物纳米管. 模板剂嵌入到钒氧化物层间形成一定大小的层间距以及V4+的存在对从层状化合物卷曲成纳米管起到了积极的作用.

关键词: 氧化钒 , nanotubes , self-assembly , mechanism of formation

热蒸发法制备Zn1-xCdxO纳米管及其生长机制研究

刘勃 , 王发展 , 张顾钟 , 赵超 , 原思聪

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00998

采用热蒸发纯Zn粉和Cd粉, 在湿反应气氛中氧化制备得到掺Cd的ZnO纳米管, 其Cd含量为3.3at%. 场发射扫描电镜(FESEM)及高分辨透射电镜(HRTEM)分析表明, 大部分纳米管外径约80~150nm, 长度达数微米, 壁厚约20nm. 通过与相同条件下制备的ZnO纳米结构的室温光致发光谱(PL) 进行对比发现, 由于Cd的掺入, Zn1-xCdxO纳米管的紫外近带边峰(UV NBE)从3.26eV红移到3.20eV附近.分析认为,Zn1-xCdxO纳米管遵循气液固(VLS)生长机制, 并在此基础上提出Zn1-xCdxO纳米管生长过程, 同时指出Kirkendall效应可能对纳米管的形成起到了重要作用.

关键词: Zn1-xCdxO , nanotube , fabrication , growth process

水热法合成氢氧化钇纳米管

田俐 , 陈稳纯 , 陈琳 , 梁恩湘 , 张馨

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00335

以Y2O3为原料,在密闭反应器中采用水热法合成氢氧化钇纳米管. 分别采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和热重-差热分析(TG-DTA)方法对所合成的氢氧化钇纳米管进行了物相、形貌、成分表征和热稳定性分析. 对影响氢氧化钇纳米管形成的反应条件如水热温度和水热时间进行了研究,采用透射电镜(TEM)分析了产物各个生长阶段的形貌,推测了氢氧化钇纳米管的形成机理. 研究表明:水热法制备氢氧化钇纳米管材料的最佳合成条件是乙醇和水作为溶剂,pH值为11~12、反应温度为220℃、反应时间为24h;氢氧化钇纳米管的形成过程可以分为两个阶段:第一阶段为钇前驱体的产生,第二阶段为钇前驱体转变为氢氧化钇纳米管.

关键词: 水热合成 , yttrium hydroxide , nanotubes

一维纳米材料导热性能的分子动力学模拟

高宇飞孟庆元

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00164

采用基于线性响应理论的非平衡分子动力学模拟方法, 通过3体Tersoff势函数描述原子间的相互作用, 模拟了C, BN和SiC纳米管的热传导过程. 研究了轴向长度、温度和外加拉伸应变等因素对3种纳米管的轴向热导率的影响, 并对3种纳米管的导热性能进行了比较. 结果表明: 纳米管的热导率k随着轴向长度L的增加而增加,两者大致呈k∝ Lα关系, 与求解声子传输方程得到的理论解一致;纳米管的热导率随温度升高而降低; 随着轴向拉伸应变的增大, 纳米管的热导率有先增加后降低的转变趋势, 但3种纳米管的热导率发生转变时对应的拉伸应变不同; 相同条件下3种纳米管的热导率从大到小依次为: C, BN和SiC.

关键词: 非平衡分子动力学 , nanotube , thermal conductivity

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