sp基一维纳米碳材料的电弧法制备及其结构表征

发布时间：2022-01-06 13:49

　　完全由sp轨道杂化成键构成的一维纳米碳材料—“卡拜”,因理论预测其拥有世界最高的杨氏模量（石墨烯、碳纳米管的两倍）、随拉伸可调节其直接带隙等优异而独特的性质,已成为纳米科技新的研究热点之一。虽然卡拜尚无法被实验制备,但是近年来相关领域的突破性进展,尤其是:超长一维碳原子链存在于碳纳米管中构成的碳纳米线、由短碳链构成的白碳晶体、由sp结构与sp²结构共同构成的石墨炔等,都为研究者们展现出sp基纳米碳材料特殊的物理化学性质与潜在的应用前景。本课题主要围绕含有sp结构的一维纳米碳材料开展相关制备与表征工作。主要目的是拓展氢电弧放电法制备碳纳米线的合适条件,提高碳纳米线的产量和纯度,通过表征与计算模拟探索碳纳米线的结构性质与生长机理,以及在气相下寻找制备sp基一维纳米碳材料的可能性。本论文的主要内容分为三个部分:第一部分为第一章,介绍了sp基一维纳米碳材料的种类与结构特征、研究历史与最新研究进展;第二部分包含第二、三章,研究并提出了新的策略以拓展氢电弧法制备碳纳米线的合适条件范围,进行了相应的表征研究,并使用有限元模拟讨论相关机理;第三部分为第四章,研究了在偏离大量制备s... 

【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

三种由sp2结构构成的纳米碳材料的结构示意图

图 1.3 基于碳的三种轨道杂化成键形式构成的丰富的同素异构体[17]由于碳的三种成键形式，研究者们也很容易想到除了 sp2与 sp3杂化成键成的同素异构体外，也可能存在完全由 sp 轨道杂化成键构成或者由 sp 与其他种轨道杂化成键共同构成的的碳材料[17]，如图 1.3 所示。事实上，人们对含有

图 1.4 Carbyne，Polyyne 和 Cumulene 的结构示意图本课题研究目的是实现 sp 基一维纳米碳材料的高纯制备，具体包括拓法制备 CNW 的合适制备条件范围，以及在偏离一般 sp2基纳米碳材料的极限条件下制备含有 sp 成分的短碳链分子，及相应的材料表征与物


本文编号：3572571